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鱼类排泄与水中氨氮:分子氨有害,离子铵无毒且是水生植物营养源

发表时间:2023/02/17 21:55:35  作者:刘文俊  浏览次数:3436  
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我们常说水体中的氨,多是说的有害的分子氨(或称非离子铵)。很多鱼塘由于水源条件不好,加水换水很困难。或者在养殖中后期,池塘存鱼量大,投饵量加大,鱼塘(特别是秋天)往往氨氮严重超标甚至出现氨中毒现象。

水体中的氮

氮是构成生物体蛋白质的主要元素之一,水体中的氮包括无机氮和有机氮。有机氮包括氨基酸、蛋白质、核酸和腐殖酸中的氮。无机氮包括溶解氮气、总铵(包括离子铵和非离子铵)、硝态氮、亚硝态氮。溶解于水中的氮气只有被水中的固氮菌和固氮蓝藻,通过固氮作用才能被转化为可被植物利用的离子铵和硝态氮。离子铵、硝态氮和亚硝态氮可被藻类直接吸收利用,称为有效氮。离子铵是藻类生长最重要的氮源。

水体氨氮的来源

养殖水体中的氨氮主要是水中的残饵、有机废物经细菌分解产生的,是养殖水环境中重要的污染胁迫因子。它能直接对水生动物的鳃组织造成损害,甚至影响养殖动物的免疫、呼吸等生理代谢功能,从而抑制其生长和存活。

1.水生动物的排泄物、残饵、死亡动植物的尸体中含有大量的蛋白质,被池塘在的微生物分解后形成氨基酸,再进一步分解成氨氮

2.水中氧气不足时,水体发生反硝化反应,亚硝酸盐、硝酸盐在反硝化细菌的作用下分解产生氨氮。所以,保持水中溶氧充足非常重要。

3.鱼类通过鳃和尿液,甲壳类动物通过鳃和触角腺向水中排泄体内的氨氮。

类与分子氨的排泄

氨是通透性高的小分子,尤其在鱼的鳃部有较高的通透性,若血液中分子氨的含量超过1%,动物就会中毒死亡,因此即使浓度很低对鱼也是有害的。

鱼类食物中有三种营养物质:糖、脂肪和蛋白质。蛋白质由各种氨基酸组成,氨基酸在代谢过程中先脱去氨基,而氨基除了供合成氨基酸外,其余的则转变为氨气、尿素或尿酸,均以尿的形式排出体外。鱼类尿液,透明或淡黄色,肉食鱼类的尿液呈酸性,草食鱼类的尿液呈碱性。排出的尿液(含氮废物)主要有尿素和少量尿酸,分别是蛋白和核酸的分解产物,有90%来自蛋白质,只有少量来自核酸

水生动物含氮废物的排泄情况(%):

(表格来源:李永才,1985)

氨的排泄

一般淡水硬骨鱼类的含氮代谢废物主要以氨的形式从鳃排出,鲤、金鱼从鳃排泄的氮为肾排泄氮量的6-10倍。由上图可知虾蟹和淡水鱼排泄的氮,60-70%是以氨的形式排出体外。

氨通过排泄的方式主要是被动扩散,某些鱼类也有一小部分可以通过铵离子的主动分泌排出体外。尽管细胞膜对氨的通透性比氧以及二氧化碳低得多,但由于鳃具有很大的交换面积,扩散距离短,以及很大的通水量,足以保证代谢产生的氨顺浓度梯度扩散到水体。扩散到水体的氨,往往与水中的氢离子结合生成铵离子,而被限制返回性扩散,维持血液与水体间氨的浓度梯度。

因而偏碱性的水体往往阻碍氨的扩散排泄,即养殖水体中pH值升高,易发生氨中毒。偏酸性水体可促进氨的扩散排泄,因此,氨中毒时使用酸性药物可减缓氨的中毒。

尿素的排泄

尿素的毒性比氨低得多,在水中的溶解度也比较大。淡水鱼尿素的排泄量远小于的排泄量。尿素在水体中很容易被浮游植物利用,但也可以经细菌转化成氨分子。底泥中就存在有大量的氨化细菌,这些细菌主要以含氮物质为底物进行分解作用。所以,底泥的分解作用在此处尤显重要。

总铵(氨)

水体中的氨氮以分子铵(非离子氨,NH3)和铵离子(离子氨,NH4+)的两种形式存在,也叫总氨(总铵),此处氨铵两字相互通用,其中:分子氨有害,铵离子不仅无毒,且是水生植物的营养源之一。常用"氨"字表示有害,用"铵"字代表无害,两者在水中可以相互转化,随着PH值和温度的变化而变化。非离子铵(分子氨)对鱼类生长和水生饵料生物有很强的毒害作用。在养殖过程中,先测定水体中的总氨含量,再根据PH值和温度来测算非离子铵的浓度,从而判断水质的好坏。

水体中有毒氨(NH )在总氨氮中的比例(%):根据PH值和温度来测算非离子铵的浓度。

鱼类的分子铵(氨)从组织液中排出,这是鱼类的生理排泄现象。当氨通过进入水生生物体内时,会增加水生生物氨氮排泄的负担。氨氮在血液中的浓度升高,血液PH值随之上升,水生生物体内的多种活性受到抑制,可降低血液的输氧能力,破坏鳃表皮组织,降低血液的携氧能力,导致氧气和废物交换不畅而窒息。水中氨浓度高也影响水对水生生物的渗透性,降低内部离子浓度

相关氨氮及其处理措施另请参阅:

认识水产养殖中的氨及其中毒——分子氨(NH3)和铵离子(NH4+)

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