養 殖 水 體 氨 氮 轉 化 形 式 調 控RevisedbyJackonDecember14,2020養殖在養殖水體中，有機污染物包括氮、碳、磷、硫 4種主要物質，而后 者形成的產物在氧氣充足的條件下對魚類的影響程度不是很大，當氮以分 子氨態或亞硝酸鹽氮態存在時，卻會對水生動物產生很強的神經性毒害。 當前以強飼為特征的集約養殖方式加大了水體有機氮物質分解轉化的負 荷，微生物分解環節嚴重受阻，從而成為水體系統循環過程的制約瓶頸與頑結，造成水體富營養化甚至污染，引發出諸多病害、藥殘、食品隱患等問題。水體系統的氨氮循環及污染治理已成為世界性關注的環境問題和研究熱點1

1養殖水體 內氨氮循環與 脫氮過程 水體氮 素的 來源構成集約養殖水體氮素的來源主體為餌料殘剩物和糞便排泄物的分 解，其次為老化池塘底泥沉積物氨化分解，再次為施肥積累。養殖生產包 括自然再生產過程與經濟再生產過程，然而傳統的養殖方式片面追求產量 經濟效益，強化水體系統外的能量物質的投入。過量的投餌，形成大量有 機代謝廢物的沉積，致使水體系統的分解環節受抑制，造成硝化反應難以 通暢完全進行，自凈能力減弱，產生多種有機酸及氨氮、亞硝酸鹽、硫化 氫、甲烷等中間有毒有害產物同時，這些中間有毒產物也可再由含氮化合 物通過反硝化 細菌還原而 返復積累。 自然 狀態下水體氮素的來源 ：①一些 固氮 藻類及 固氮 細菌能 把大氣層中的氮 氣轉變為有效氮 ;②魚類等水生 動物的 最終代謝產物主 要為氨 氮 )，其次為 素和 酸 ;自 與有機 沉積物的 礦 化 作用 ，使以 顆粒 結 合 著 的有機氮以 N的形式 釋放到 水體中 ④地 面 涇流 及 域 外 污 水 串用帶 來的氮的 污染問題 也 愈加突出 ，等等。 對 自然 狀態的氮 素來源 構 成及 轉化過程應 清楚 把握和準確運用，才能不悖其水體物質轉化循 環 規律 ， 達到健康高 效生 態養殖的 目 的。 2養殖水體生態系統的生物組成 消費者、分解者、生產者是養殖水體生態系統的生物組成部分。 其特點是：①消費者：魚蝦類養殖動物為整個生態系統的核心，數量多、 投餌量大，產生大量的排泄物和殘餌 ②分解者：微生物的數量與種類較 少，大量的有機物無法及時分解，經常處于超負荷狀態，水質惡化 ③生產 者：藻類數量少，無法充分利用有機物降解產生的營養鹽類，導致 NH3-N和 -N等有害物質積累以至污染。因此，這種片面強調消費者，而忽視分解 者和生產者的生態系統是極為不平衡的，常使其循環過程存在兩處 瓶頸 梗阻。 水體物質循環的中間部位 即有機物的生物分解轉化環節 ,水中有機物在異養微生物的作用 下，第一階段是碳 氧化階段， 初步被分解 出的產物是 二氧化碳 (CO2)和 氨， 物質大部分以 3的 。在 下 (為2℃，一 有機物第一階段的 化分解 在 d成。第 階段是 質的 化過程，在 化 的作用下 氨)化成 態 氮(NO3--N);在硝化細菌的作用下再進一步被氧化成植物生長所需要的硝態氮(NO3--N)。在20℃自然條件下，第二階段的氧化分解需百日才能最終完成。當水體缺氧時，另有一類反硝化細菌可以把硝酸鹽(NO3-)還原為亞硝酸鹽)，還原為或游離或氣，失去營養作用，成為物不能直接利用的氮。這種游離氨或氮氣由水體界面逸入空氣的過程稱為脫氮效應。在交換性較差的水體中，硝酸鹽被還原的趨勢增大，NH3-N濃度積累再度升高。在養殖環境中畢竟水體溶氧還達不到被完全消耗的狀態，僅在底泥過厚的無氧狀態時部分被反硝化出的氮氣溶入水體，于是此過程的脫 氮逸氮能力是有限的，水體與底泥氨氮的總量常會居高不下。 3轉化的過程 從含氮有機物到氨氮所用的時間較短，從氨態氮到亞硝酸鹽時間 也不算長，由于硝化細菌繁殖速度較慢，從亞硝酸鹽轉化到硝酸鹽需要時間就相對長一些。轉化過程的快慢和自凈平衡的能力取決于水體溫度、溶氧和有益菌群數量的三大因素。在養殖生產中，如果系統達到一定的自凈平衡狀態，水體氮循環會比較正常，三態氮會一直維持在穩定狀態。但傳統的養殖方式，忽視分解者和生產者的地位與作用，加速了水體環境惡化頻度而傳統的病害防治意識，又片面定勢微生物的致病作用，定期或反復濫用殺菌消毒劑及抗菌素，在把病菌撲滅的同時，也把系統中為數眾多的有益菌 (系統正常狀態時，有益菌群 占 95%以上 ， 條件 致病菌 占 4%,而有害菌不到 1%)統統 滅,浮游植 物也 遭受 到 殃 及或同被 撲滅， 光合 作用 再 度減弱 ，產氧與 供 氧機能 更 為不 足 ， 進 而又會 造成浮游動 物大量 死亡分解與氨氮物質的重復積累，勢必造成硝化過程受阻，這就是水中氨氮和亞硝酸鹽含量高的主要原因。然而，部分有害致病微生物往往是抗性極強，不易撲滅，反而又容易復發侵襲致病，造成養殖水體環境惡性的循環狀態。氨氮在水中的 存 在 形 式與 毒性氮在自 然界存 在的 形 式有 9種之 多，在水體中 變 化較大，一 般 在pH值 7～ 8的常溫狀態時，有機氮物 質約占 ，氨態氮 可占 %， 其它以 硝態氮的 形 式 存 在。但在高溫 季節 有機 腐敗 物 質積蓄 較 多的養殖水體中， 氨態氮 等 有害物質的含量與作用就會相應增加。分 子 氨 及其 毒性氨氮 (NH3-N)是水體中無機氮的主要存在形式，通常氨主要以 離子狀態存在，并包括未電離的氨水合物 (NH3·H2O)。用一般的化學分析 方法 (奈氏試劑法 )測定的氨的含量，實際上是離子氨 (NH4+、也稱銨離子 )和分子氨 (NH3、也稱非離子氨 )二者的總和。其二者的含量主要取決于水的 pH值和水溫程度。 pH值增加，分子氨 (NH3)的比率增大，隨水溫的升高也 稍有增加。 pH值接近 10時幾乎都以分子氨 (NH3)的形式存在。 分子氨 (NH3)與離子氨 (NH4+)在水中可以相互轉化，但它們是性質 不同的兩類物質。水合氨 (NH3·H2O)能通過生物表面滲入體內，滲入的數 量決定于水與生物體液 pH值的差異。任何一邊液體的 pH值發生變化時， 生物表面兩邊的未電離 NH3的濃度就會發生變化。 NH3總是從 pH值高的一 邊滲入到 pH值低的一邊。如 NH3從組織液中排出這是正常的生 理排 泄現象;相 反， 若魚類 等生物 長期生 活在含 NH3量 較高的水體中，不 利于體內氮 廢物的排 泄， 再若NH3從水體滲入組織液內，就會形 成血氨中 毒。 NH4+不能 滲過生物表面， 因此它 對生物無 明顯的 毒害。 關于氨的 毒性，以 前常以總 氨 (NH3+NH4+)的濃度表 示， 然而在 pH值 等水質 條件不同時， 即使 總氨量一 樣，毒性也可能相差很大，而用分子氨濃度表示毒性，就更為確切。養殖水 域 中離子氨 允許 的 最 高濃度 為每 升 5mg氮， 而分子氨在 每 升 ～ 1mg氮濃度 時 ,就 對大 多 魚類 產 生 危 ,為 ,養殖 水 域 中分子氨濃度 允許 的 最 高值 僅為每 升氮。滲 進 生物體內的分子氨 ， 將 液中 紅蛋白 分子的 +氧化 成為 Fe3+,降 低 血液的 載氧 能 力 ， 使呼吸 機能 下降 。氨主要是 侵襲粘膜 ，特別 是 魚鰓 表 皮 和 腸粘膜 ，其 次 是神經系統，使魚類等水生動物的肝腎系統遭受破壞;引起體表及內臟充血，嚴重的發生肝昏迷以致死亡。即使是低濃度的氨，長期接觸也會損害鰓組織，出現鰓小片彎曲、粘連或融合現象。亞硝酸鹽及其毒性 亞硝酸鹽是硝化反應不能完全進行的中間產物，此時，水體溶氧 缺乏，水性偏酸，加重了亞硝酸鹽的毒性。此外在秋冬季節，池塘水溫的 突然變化，也會阻礙硝化細菌的作用，使亞硝酸鹽的濃度增高。亞硝酸鹽 的作用機理主要是通過生物的呼吸，由鰓絲進入血液，與血紅蛋白結合形 成高鐵血紅蛋白。血紅蛋白的主要功能是運輸氧氣，而高鐵血紅蛋白不具 備這種功能，從而導致養殖生物缺氧，甚至窒息死亡。一般情況下 ,當水體 中亞硝酸鹽濃度達到 l,就會對養殖生物產生危害。 硝酸鹽氮及其危害 一般認為硝酸鹽對水生動物沒有不良影響，其實在水體硝酸鹽的 濃度 較高 (60mg/l)、時間 較長時，也有一 定的危害。 較高濃度的硝酸 態氮，如果不能及時被微生物或植物吸收轉化為其它形式帶走，一直會處于三態氮的動態循環中，一旦水體溶氧不足，隨時都會轉入反硝化過程，又以氨氮、亞硝酸鹽的形式危害水生動物。溫室大棚缺乏光照的育苗與養殖水體，排污換水不及時氨氮不易脫離出水體，誘發出種種病害，致使太多的養殖與育苗生產不成功或失敗。如在20世紀90年代我國的養鰻、養鱉及部分蝦蟹育苗產業大起大落，長期難以擺脫困境，與水體有機物質轉化不暢、自然生境模仿不成功等因素有直接的關系。我國漁業水質標準中規分子濃度≤l，對魚類生繁殖等生命活動不會產生影響。在養殖水體中分子氨濃度介于～l的，仍在魚類可忍受的安全范圍內。肥水魚塘氮總量氮計算)正常范圍認為是～l，超過l時就構成污染，超過l時對魚類的毒性較大。綜合因子的毒性效應養殖水體溶氧低、氨氮和亞硝鹽氮濃度高三者協同作用，是誘發 式導致魚類等水體生物中毒、發病、死亡的主要因素，此外，其它因素也 不可忽視。水體 pH值過高時，離子氨 轉化為分子氨 ，其毒性 增大。在 pH值低于時，水體呈酸性，酸性水能使魚類血液的 pH值下降， 造成血紅蛋白運輸氧的功能發生障礙，致使魚組織內缺氧，形成生理性缺 氧癥。此時盡管水中溶氧量正常，魚仍然會浮頭呆滯，表現出缺氧狀態。 若 pH值過低時，水體中 S2-、 CN-、 NO3-等轉變為毒性很強的 H2S、 CO2、HCN(氰化物 )等物質形式，增強各種有害因子的協同效應。此現象在夏秋高 溫高濕 季節的 密養水體會 經常發生，造成缺氧死魚， 甚至可能導致 整池魚蝦覆滅， 既使能 被解救出 來的 個體， 2～3d內也 難以恢復正常生 命活動， 續呆滯 懶動， 嚴重影響攝食 和生 長 。養殖水體氨氮物質 調控 氨氮物質是養殖水體 最 主要的 營 養成分， 適 量 施肥 增 加 濃度，是 培育 浮 游 生物 天 然 活餌 、增 加 溶氧， 保 障 健康 高效養殖的 便捷 有效 途徑 ，符合 生態養殖發 展模 式 ;若氨氮 積累 過量，會 直接 影響養殖生物的生 長 ， 至還 會出現 急 性氨中毒等 重度 危 害現象。為 達到 高 產 高效 目 的， 又 不出現 養殖 損失 ， 就 要 求熟練觀測 水質理化因子狀態與變化趨勢，主動調節水質， 優 化 餌料結構 ，使養殖生物 處 于 最優 的生 存與 生 長環境 ， 將傳統 的“以魚為中 心 轉 移到 “以水為中 心 ”的 觀念上 來施肥 要 確保 有效性和 安全 性有 機肥 要 先稀釋 溶化、 殺蟲 滅菌 ， 少 量 多次地潑撒 于表溫 層 水體，使硝化反應得到充分進行，以防NH3的過量積滯。水中溶氧不足時，不可直接潑撒揮發性強的銨態氮類肥料，如碳酸氫銨、硫酸銨、氨水等;對鹽堿底質的池塘和用生石灰處理不久的水體，由于水的堿度、pH值偏高，要科學施肥，以免氨氮中毒危害，一般銨態氮類肥料用量每米水深每畝次 不超過。偏肥的水體，尤其是在高密度養殖中后期，老化混濁、多氮寡 磷，偏高溫堿性的藍藻類植物會大量繁殖，此時的施肥應以補磷抑氮為 宜。混合潑撒時宜先磷后氮，并間隔一定時間。冬季也應注意補磷補鈣， 改善水質理化條件。 對老化水體要及時調節 在循環經濟、節水控污的時代要求 下，尤其要注重機械增氧，使水體上下層面交流，消除水體成層及氧債現 象，促進有機腐敗物質的分解及 完全硝化 反應，使 陽光、 營養 元素與水 源都能得到充分 地利用。在 缺氧應 急情況下 還可使用增氧 劑， 常用的增氧 劑有過氧化鈣 等產品。4接種有 益 藻類除氮增氧 利用有 益 藻類 吸收 水體 內 過 剩 的氨氮、 CO2等物質， 形 成 優勢群 體，即能抑制有害藻類生長，又能產生水體生物賴以需求的氧氣，改善水體生態環境。這類有益藻主要有小球藻和螺旋藻等，蛋白質含量都在50%以上，是魚類等養殖品種非常好的天然餌料。高濃度氨氮急救發生急性氨中毒時，還可以對水體撒布粘土(活化性的)、沸石粉等物質，使粘土礦物的膠體粒子吸附、凝聚固定水體的氨氮、硫化氫等物質，使粒子周圍的水體趨向于酸性，有一定的急救效果。這些礦物粒子可以補充多種，對氨氮物質還有儲存和緩釋作用。用生物技術加快有機物的碳氧化、硝化過程養殖水體環境本身就是一個由多種微生物組成的動態平衡系統，有益菌和有害菌共存，在環境惡劣時有害菌的作用占優勢，這就需要向水體添加有益微生物，通過大量繁殖成為優勢種群來抑制有害病菌的生長，同時通過有益微生物的新陳代謝，可降低水中過剩的營養物質和其它有害 物質。目前應用得較為廣泛的是光合細菌 )，紅螺菌科的光合細菌 (球形紅假單胞菌等 )無論是在有光照還是無光照，有氧還是無氧的條件下都能 通過