馬維東

（松原市水產技術推廣站，吉林 松原 138000）

在水產養(yǎng)殖過程中，水體溶解氧是影響水質和生態(tài)環(huán)境質量的重要因素之一。為滿足魚群生長需要，提高魚體健康水平，需有效管理池塘內的水環(huán)境。常用的增氧方法有曝氣和投加氧氣等方式，這些方法存在耗能高和效率低等缺點。國內外學者通過試驗、現場觀測及模擬實驗，提出了多種新型增氧方法。例如生物法是一種能夠快速增加水中溶解氧濃度并改善水質的方法；化學氧化法主要依靠硝酸還原酶將NO-

2轉化成N2O，從而使得亞硝酸鹽被氧化成NO3-N，進而促進氨氮的去除；人工模擬法可以在不改變池塘原有自然生態(tài)結構的前提下，利用生物或化學反應來調節(jié)水體中溶解氧，從而達到降低水體富營養(yǎng)化程度的目的，具有較好的應用效果。文章以池塘內常見魚類（羅非魚）為例，探討了不同種類和不同密度的增氧劑在池塘厭氧條件下的作用機制及機理。

1 池塘養(yǎng)殖魚類對溶氧的需求

在中國北方地區(qū)氣候寒冷干燥、降水量少，水體中溶解性有機質含量較低。當水中溶解性有機質濃度低于10 mg/L時，魚會出現缺氧癥狀，當溶解性無機碳超過20 mg/L時,魚群會發(fā)生死亡現象。為解決這一問題，研究出了許多方法來改善水質，如人工投加營養(yǎng)鹽或添加抗氧化劑、增加光照和溫度等，雖然一定程度上提高水體透明度，但不能從根本上改變水體環(huán)境。常用于處理廢水的生物降解酶有很多種類，包括過氧化氫酶、亞硝酸鹽還原酶、氨氮氧化酶及一些金屬離子氧化酶等，其中最為常見的是過氧化物酶，可將氧氣直接氧化成二氧化碳和水。在池塘中投加適量的厭氧菌后，可使得池塘內的溶解氧水平得到顯著提升。厭氧菌本身具有較強的分解代謝功能，其會消耗大量氧氣以維持自身正常的新陳代謝活動，致整個系統(tǒng)的運行受到嚴重影響。文章針對如何通過投加微生物來改善池塘養(yǎng)殖過程中的缺氧狀況展開了相關研究工作，首先，需要對池塘養(yǎng)殖魚類所需的氧氣濃度進行測定與計算；其次，根據實驗結果制訂出相應的控制方案；最后，再結合實際情況對池塘養(yǎng)殖過程中可能存在的問題進行分析，最終提出一系列解決方案。

1.1 材料與方法

本研究用水為人工配制的自來水。在每個處理組中分別設置了5 種不同濃度（0、10%和30%）的氨氮水溶液，其中對照組中不添加任何物質。在試驗過程中，每天定時向各處理區(qū)投加氨水，使其達到一定的溶解度后再進行下一步反應；同時，定期監(jiān)測水質指標并記錄變化情況，以便及時調整處理工藝參數，確保氨水能夠滿足實際生產要求。具體步驟如下：①將準備好的魚苗置于盛有20 m3蒸餾水的容器中，用紗布包裹住魚體頭部，防止魚體被氨水污染，靜置24 h 以上，期間保證溫度始終保持在25℃左右，取出魚體并清洗干凈，接著將其放置于裝有氨氣的燒杯中，緩慢注入氨水至魚體表面積約為0.5 cm2；②當魚體表面已經完全濕潤時，開始計時并持續(xù)一段時間直至不再產生氣泡、有明顯的呼吸和翻騰現象發(fā)生，即可認為此時魚體內的氧氣含量達到最大值，此后繼續(xù)維持該水溫不變，直到魚死亡或無法耐受而終止實驗。

1.2 數據處理

分析數據知，在不同時間點溶氧量均呈現先上升后下降趨勢。其中，3 月下旬—6 月上旬為溶解氧含量最高峰值；7月中下旬—8月底為溶解氧含量最低值。這主要是由于此時水溫較低且光照充足，有利于魚體生長和代謝活動所致。隨著放養(yǎng)時間延長（0 d 和12 d），各處理組魚體長高密度逐漸降低，這說明適當增加放養(yǎng)時間可提高魚體內溶氧量。

1.3 溶氧對魚類生長的影響

魚的生理特性和環(huán)境條件不同，會使得水體溶解氧濃度發(fā)生變化。隨著水溫升高，溶解氧含量逐漸降低；而當溫度達到15℃以上時，又開始增加。魚類的活動能力越強，其代謝產生的有機物質越多，導致水體中溶氧量隨之上升。隨著水溫的升高、光照強度增強及營養(yǎng)物質供應充足等因素的作用下，魚類的體長不斷增長，造成魚類體內溶氧量的變化。要提高池塘中魚的成活率，須保證適宜的水溫與光照，要注意維持好水中溶氧量的平衡狀態(tài)。但某些魚類具有較高的性成熟年齡（如羅非魚），所以在一定范圍內可以通過調節(jié)水溫來控制氧消耗率，減少氧消耗率過高帶來的不利因素[1]。

1.4 結果

在不同水體中溶氧含量隨時間變化看出[2]，在0~12 時內，溶解氧濃度呈上升趨勢（P 值均<0.000）。因為在該時段,魚體新陳代謝旺盛導致大量自由水被消耗；在12~24 時魚體會逐漸適應環(huán)境并開始進行呼吸作用[3]，溶氧量有所增加。池塘環(huán)境相對封閉和較低的氧氣含量會使得魚體出現缺氧現象，影響其生長發(fā)育甚至死亡。為保證魚正常生長及其經濟效益，可減少或停止投喂高濃度的飼料。水溫升高至15℃后，魚體表面溫度迅速下降，是溶氧量卻沒有顯著改變，這是由于魚體自身代謝速率與外界環(huán)境有關。此外，魚體的活動能力也受到了限制。當水溫達到25℃左右時溶氧量才明顯增加（P<0.05）[4]。

2 增氧對池塘溶氧水平的影響

2.1 溶氧的定義

在水生生態(tài)系統(tǒng)中，生物體內溶解氧主要來自于光合作用和呼吸作用。其中，光合作用產生的氧氣是維持水環(huán)境穩(wěn)定的關鍵因素之一；而光合作用所釋放出的水則可通過微生物作用被消耗，從而使得水中溶解氧含量保持穩(wěn)定。因此，為了保證池塘水質安全、滿足魚類生長需要、提高經濟效益等要求[5]，要合理控制好溶氧水平。根據上述分析，提出了一種利用底泥作為厭氧消化基質來降低池塘溶氧水平的方法，將池塘底泥用于培養(yǎng)浮游植物，并且定期補充營養(yǎng)物質以促進藻類繁殖，以此來增加底部土壤中的氧氣濃度[6]。

2.2 增氧的定義

將增氧定義為通過增加溶解氧來改善水質的方法。當溶氧濃度達到一定值時，可認為有利于魚類生長繁殖的狀態(tài)。因此，本研究主要討論增氧對鰱魚和草魚等魚種生長性能（如體長增長率等指標的影響）以及肌肉品質的影響，由于鰱魚與草魚都是以浮游植物為食，所以其增氧處理后，可使得水體內溶解氧含量顯著上升。隨著增氧時間延長，2 種魚體長均呈現出先下降再升高的趨勢，這說明增氧可有效促進鰱魚和草魚的生長，但兩者存在差異性[7]。增氧后鰱魚的體長增長率最大可達42.3%，而草魚的體長增長率僅為19.4%。

2.3 材料與方法

2.3.1 試驗材料

試驗用魚購于廣東省廣州市番禺區(qū)大崗鎮(zhèn)沙頭水道，規(guī)格為6~8目，體質量約200 g，購買后立即運回進行預處理；鰱魚購于廣東省深圳市鹽田港某水產批發(fā)商店，主要試劑均由國藥集團化學試劑有限公司提供[7]。

2.3.2 增氧裝置及其配套設備

采用深圳新苗科技有限公司制造的YL-2000 型空氣壓縮機制取空氣；采用廣東環(huán)宇氣體股份有限公司制造的GZX-50B真空泵供氣；采用深圳市三恩時達環(huán)?？萍加邢薰旧a的HH-4A 型數顯式電動攪拌器制取溶液；采用上海博迅實業(yè)發(fā)展公司制造的SJS-100A 智能控溫電熱鼓風干燥箱和SF-IIB 型精密電子天平，以及上海博訊實業(yè)有限公司生產的DHG-9140A型電熱恒溫鼓風烘箱等。

3 增氧對池塘溶氧系數的影響

3.1 溶解氧與水產養(yǎng)殖

在水體中溶解氧主要以氫和二氧化碳形式存在，由于水中溶解氧含量較低（低于0.1%），將溶解氧定義為生物生存所需最低濃度。根據國際純粹和應用化學聯合會（IUPAC）規(guī)定的標準值，當溶解氧≤1.0%時，認為魚已經死亡或瀕臨滅絕；當溶解氧>1.0%時，說明有魚活動且能夠維持一定的生長速度。已有學者提出了一些建議，①提高溶解氧水平有助于促進魚類的繁殖，提高經濟價值；②如果溶解氧過低，可能會導致魚類缺氧致死；③隨著溶解氧的升高，底棲生物的呼吸作用增強，導致更高的氨氮排放量。在保證魚類正常生長的前提條件下盡量減少溶解氧的釋放是非常必要的。在整個試驗期間，各樣品組中溶解氧含量均呈現逐漸上升的趨勢，其中對照組溶解氧含量始終低于實驗樣，表明該條件下池塘內溶氧處于較低水平。當水溫降至20℃時，實驗組和空白組在0~10 min 內、30 min 后及60 min 后溶解氧含量分別達到最大值（66.43±0.41 mmol/L）、最小值（7.12±0.34 mmol/L）和平均值（8.02±0.29 mmol/L），都高于未處理組和對照組，達到最高溶解氧濃度（92.32%）；而對照組在0~40 min 內溶解氧含量一直保持著較高濃度水平，這說明其能夠有效地將水中溶解氧轉化成氧氣供自身呼吸代謝使用。隨著試驗時間延長至120 min，試驗組和空白對照組溶解氧含量又開始降低。

3.2 微孔增氧的理論依據

據上分析，在不考慮其他因素下，可得出如下結論：①隨著水溫升高和水體中溶解氧濃度增加，池塘內溶氧量也隨之上升；②當水溫達到一定程度后，繼續(xù)提高水溫會使魚體內產生過飽和度區(qū)，導致溶氧量降低甚至停止生長繁殖。

4 結語

研究發(fā)現，隨著時間推移，不同種類的魚有其適應性。例如草魚和鯉魚等，能通過調節(jié)自身的生理機能適應環(huán)境條件變化；羅非魚可通過增加氧氣濃度提高產量，但存在一些問題需要進一步解決。第一，由于水體環(huán)境復雜多變且不可控因素較多，很難保證所有魚類都具有良好的生存條件，如何實現對各種魚類的有效管理是一個難題；第二，還沒有成熟可靠的增氧方法,會限制魚類的生長繁殖及維持正常生理代謝水平；第三，現有增氧裝置只能針對特定物種進行試驗，不能全面反映魚類群體的真實狀況；第四，有些魚類（羅非魚和鱸魚）雖然體表附著物被去除，但魚鰓內依然含有大量的溶解氧，這些物質極易造成缺氧現象發(fā)生。未來應該加強對該類魚類的保護工作，以減少氧化應激反應及其他不良影響，為后續(xù)研究提供更加準確客觀的數據支持。