养殖水体内氨氮循环与脱氮过程

1.水体氮素的来源构成

集约养殖水体氮素的来源主体为饵料残剩物和粪便排泄物的分解，其次为老化池塘底泥沉积物氨化分解，再次为施肥积累。

养殖生产包括自然再生产过程与经济再生产过程，然而传统的养殖方式片面追求产量经济效益，强化水体系统外的能量物质的投入。过量的投饵，形成大量有机代谢废物的沉积，致使水体系统的分解环节受抑制，造成硝化反应难以通畅完全进行，自净能力减弱，产生多种有机酸及氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷等中间有毒有害产物同时，这些中间有毒产物也可再由含氮化合物通过反硝化细菌还原而返复积累。

自然状态下水体氮素的来源：

①一些固氮藻类及固氮细菌能把大气层中的氮气转变为有效氮。

②鱼类等水生动物的最终代谢产物主要为氨态氮（NH3），其次为尿素和尿酸。

③藻类细胞自溶与有机碎屑沉积物的矿化作用，使以颗粒状结合着的有机氮以NH3－N的形式释放到水体中。

④地面泾流及域外污水串用带来的氮的污染问题也愈加突出，等等。

对自然状态的氮素来源构成及转化过程应清楚把握和准确运用，才能不悖其水体物质转化循环规律，达到健康高效生态养殖的目的。

2.养殖水体生态系统的生物组成

消费者、分解者、生产者是养殖水体生态系统的生物组成部分。其特点是：

①消费者：鱼虾类养殖动物为整个生态系统的核心，数量多、投饵量大，产生大量的排泄物和残饵。

②分解者：微生物的数量与种类较少，大量的有机物无法及时分解，经常处于超负荷状态，水质恶化。

③生产者：藻类数量少，无法充分利用有机物降解产生的营养盐类，导致NH3-N和-N等有害物质积累以至污染。

因此，这种片面强调消费者，而忽视分解者和生产者的生态系统是极为不平衡的，常使其循环过程存在两处“瓶颈”梗阻。

3.水体物质循环的中间部位

即有机物的生物分解转化环节，水中有机物在异养微生物的作用下，第一阶段是碳氧化阶段，初步被分解出的产物是二氧化碳（CO2）和氨态氮，氮物质大部分以NH4+•NH3的形式释放出来。

在自然条件下（温度为20℃），一般有机物第一阶段的氧化分解可在20天内完成。第二阶段是氨物质的硝化过程，在亚硝化细菌的作用下氨（NH4+•NH3）被氧化成亚硝态氮；在硝化细菌的作用下再进一步被氧化成植物生长所需要的硝态氮。在20℃自然条件下，第二阶段的氧化分解需百日才能最终完成。当水体缺氧时，另有一类反硝化细菌可以把硝酸盐还原为亚硝酸盐，再还原为氨氮或游离氨或氮气，失去营养作用，成为植物不能直接利用的氮。这种游离氨或氮气由水体界面逸入空气的过程称为脱氮效应。

在交换性较差的水体中，硝酸盐被还原的趋势增大，NH3－N浓度积累再度升高。在养殖环境中毕竟水体溶氧还达不到被完全消耗的状态，仅在底泥过厚的无氧状态时部分被反硝化出的氮气溶入水体，于是此过程的脱氮逸氮能力是有限的，水体与底泥氨氮的总量常会居高不下。

4.转化的过程

从含氮有机物到氨氮所用的时间较短，从氨态氮到亚硝酸盐时间也不算长，由于硝化细菌繁殖速度较慢，从亚硝酸盐转化到硝酸盐需要时间就相对长一些。

转化过程的快慢和自净平衡的能力取决于水体温度、溶氧和有益菌群数量的三大因素。在养殖生产中，如果系统达到一定的自净平衡状态，水体氮循环会比较正常，三态氮会一直维持在稳定状态。

但传统的养殖方式，忽视分解者和生产者的地位与作用，加速了水体环境恶化频度而传统的病害防治意识，又片面定势微生物的致病作用，定期或反复滥用杀菌消毒剂及抗菌素，在把病菌扑灭的同时，也把系统中为数众多的有益菌类（系统正常状态时，有益菌群占95%以上，条件致病菌占4%,而有害菌不到1%）统统杀灭，浮游植物也遭受到殃及或同被扑灭，光合作用再度减弱，产氧与供氧机能更为不足，进而又会造成浮游动物大量死亡分解与氨氮物质的重复积累，势必造成硝化过程受阻，这就是水中氨氮和亚硝酸盐含量高的主要原因。然而，部分有害致病微生物往往是抗性极强，不易扑灭，反而又容易复发侵袭致病，造成养殖水体环境恶性的循环状态。