大家都明白养殖水体中溶氧(DO)对水产养殖品种至关重要,但每年因缺氧泛塘死鱼的现象却不胜枚举。虽然一部分是由于人为懒惰或侥幸心理造成,但大多数情况下,是人们对水体溶氧机理没有“吃透”造成,故非常有必要再来深入探讨。
水体中溶氧主要由水中植物尤其是性浮游植物的光合作用、机械增氧及空气中溶入的氧产生,其含量随着浮游植物多寡、水温、大气压力及海水之盐度而异。一般来说,在淡水中其溶氧稍高于海水,但海水中溶氧的波动小于淡水 。
一、DO的饱和含量
在一定条件下,氧气在水中溶解达到平衡时,其含量称为在此条件下的溶解氧饱和含量(或氧气在此条件下的饱和溶解度)
“一定条件”是指氧气在空气中的分压(P分)、水的温度(T)、水的含盐量
1、与氧气分压P分的关系
当T、含盐量一定时,P分↗则CS(饱和浓度)↗,P分与CS的关系可用亨利定律来表达,即:CS = K·P分,
式中:K--—气体的吸收常数(ml/L·atm),当P空= 1 atm时,P分= 0.21 atm
2、与水T的关系
当P、含盐量一定时,CS随T升高而减少(因为 T升高,吸收系数K减小);
3、与含盐量的关系
当T、P分一定时,含盐量↗则CS↘,T、P分一定时,海水及硬水中的DO比淡水、软水低(仅为淡水、软水的82%左右)
4、饱和度
即饱和程度,表示水中溶解物质的实际含量,饱和度% =(C/CS)×100%,式中:C--实测浓度,CS--一定条件下的饱和浓度
溶解物质是气体,则要考虑压力变化,即:饱和度% = (C/CS)×(P/760)×100%,式中:P--实际大气压
二、水中溶氧的产生和消耗
水中溶氧的产生和消耗
三、DO的分布与变化
DO来源与消耗----决定水中DO实际含量
P(Photosynthesis):水中植物光合作用增氧总量或光合自养生物的生长速度;
R(Respiration):水呼吸耗氧总量或水体中单纯依靠有机物和DO来生长繁殖的呼吸异养生物的生长速度;
1、DO的垂直分布
1.1白天
表层:DO高,表层光照强,P强,DO在表层水中积累;P>>R。
中层:温跃层DO↓,T下降快,水的密度增加,浮力增大,有机物(碎屑)积累,细菌繁殖大量耗氧(明显大于表层),温跃层离表层较近,表层DO可通过扩散补充,故此层不会严重缺氧,但也不易达到饱和度;P≈R。
底层:DO低,表层水T高,底层水T低,水体正分层,表层高浓度的DO只能靠分子扩散缓慢向底层迁移,且底层光照较弱;R>P。
1.2夜晚
表层DO大幅下降,上下水层DO较均一
原因:
光合作用停止,主要为呼吸耗氧,R>>P
表水层受T影响,密度变大,形成密度流,发生垂直流转
风力的影响:水陆散热程度不同,在水面形成风,促进上、下层的循环流转,打破分层。
1.3清晨
特点:整个水体DO都低,经过一夜的R>>P的耗氧,DO出现最低值。
2、DO的水平分布
造成水体DO水平分布不均的原因:
1)风的影响:下风口的风浪较大,空气的中的氧气融入水中的氧气较多;
2)进出水处
3)藻类的影响:下风口藻类丰度较高,晴天中午产氧较多。
3、DO日变化
①表层、底层的共同特点
–清晨→傍晚,DO↗
–傍晚→夜间→清晨 表底层P=0,R>>P
–清晨DO出现极小值
②表层、底层不同点
–表水层:DO变幅大,日较差较大
–底层:日较差较小
四、DO变化对养殖生产的影响
1、决定水质及底质的氧化还原条件
Eh:液体的氧化—还原电位,Eh值愈大,氧化性愈强,Eh值愈小,还原性愈强。
DO↗,Eh↗,具可变化合价的元素由低价态向高价态转化;反之亦然。养殖水体内,对水生生物影响较大的具可变化合价的元素包括N、S、P、C、Fe等
2、决定不同种类微生物的活动与分布
DO充足:有利于好气分解,氧化产物多为元素的高价态,如CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-等,为营养元素的有效形式。
DO不足:有利于嫌气分解,还原产物为CH4、NH3、H2S等,对水生生物有毒。
3、DO过量与不足对鱼的影响
3.1、水中DO分压(Po2浓度)与鱼类耗氧率的关系
耗氧率单位:O2mg/g.h、d鱼虾即死溶氧点、a鱼虾基础代谢所需溶氧点、m鱼虾自由活动溶氧点
1)影响鱼类耗氧率的因素,最主要有生物种类、水温、个体大小、pH和DO;
2)AG线----基础代谢耗氧水平,A值即基础耗氧率;
3)当Po2达到鱼类基础耗氧率的需要,Po2>a,基础耗氧率不变(AG线);
4)当Po2 2 <a的区域称窒死区;
5)d
6)Po2=d,鱼类耗氧率为0,故Po2
7)a
8)Po2≥m,鱼类对氧的需要达到自由区。氧的分压再增高,耗氧率也不会再增大,此时,如果其他条件适宜,高产稳产就有了保证。
3.2、养殖生产对DO的要求
温水鱼类:要保证鱼虾正常快速生长,溶氧量24小时中8小时溶解氧含量不能低于4mg/L,16小时保证在5mg/L以上,任何时候都不能低于2毫克/升。
冷水鱼类,产卵场:7 mg O2/L以上;
生长环境:6 mg O2 /L以上。
不同水生生物对DO的最低需要:
1)各种温度下供水中氧值(饱和度)-冷水鱼类正常生长所需氧值(5mg/L)=每升水能提供的氧量;
2)每小时的供氧量÷鱼种或商品鱼的耗氧率=可养殖量;
3.3、池鱼可能出现浮头或泛塘的判断(未做任何措施预防)
1)水温26℃以上;
2)水温最高季节:7月中旬-8月中旬(浮头或泛塘频率最高);
3)施有机肥之后;
4)天气的变化;
5)新开鱼池;
3.4、防止缺氧的措施
1)培育优良的藻类,如绿藻、硅藻等;
2)增氧:增氧机或化学试剂
3)改底:减少底栖生物耗氧
五、如何控制好溶氧
1、规划养殖密度。根据自身养殖水平及设施配置,算好养殖密度对溶解氧的需求,避免盲目追求高产量高密度;
2、选择优质饲料,减小残饵。不过量投喂,减少粪便排放量,减少细菌生物的耗氧量。
3、定期改底,能及时分解有机质,减少底部耗氧量。
4、养殖中保持良好的藻相。由于溶解氧大多来自藻类的光合作用,故要保持比较好的藻相,让溶解氧的来源得到充分维护。
5、合理使用增氧机,千万别总想着省电,舍不得开,到头来只会得不偿失。
6、天气剧变或暴雨过后应该及时开增氧机。
7、在泼洒有益菌制剂以后,千万记得增氧机要打开。因为有益菌分解有机质需要耗氧。
附:增氧机的原理及应用
1、增氧机的原理
2、增氧机的作用
打破水体分层,使上层过饱和溶氧带到下层,底层物质得到分解;
增加食场的溶解氧:以水车式或底增氧技术为主;
减少底部氧债积累:以叶轮式或底增氧技术为主。
3、叶轮式增氧机周围溶氧的水平分布
备注:测定时增氧机已开启过夜,天气晴朗,气温25°C,水温31°C,测量深度750px
结论:结果显示,池塘中溶氧水平分布在1.5KW叶轮式增氧机周围呈中心向四周递减趋势,距离超过16米的位置,增氧效果不明显
4、增氧机的摆放
a、投料前将投料区域A、B、C增氧机、耙水机,提前开20分钟--30分钟,保障投料区域溶氧充足,投料期间鱼群吃料溶氧足够。(注:溶氧充足鱼吃料多,溶氧不足鱼吃料少);
b、投料后开耙水机,全塘增氧机开2-3个小时,保障鱼消化饲料期间溶氧充足。(普通鲫鱼、草鱼食物停留肠道时间2.5小时左右。肠道消化吸收时间溶氧足,长肉快,身材好,饲料利用率高)。