众所周知“养殖先养水”,水体是鱼虾生长、生存和生活的环境,然而池塘底质与水的相互作用能够强烈地影响水质,因此要想养好水,就必须从池塘底质改良着手,必须充分重视池塘底质的管理。“新塘旺三年”是池塘养殖真实写照,要使池塘养殖得以可持续发展,合理保护池塘水土资源,就必须改良与修复恶化的池塘底质。

来源:视觉中国

水产养殖风机

1、池塘底质的主要特性

水很寻常,它在生活中司空见惯,我们洗衣、做饭、饮用都离不开它。它可以变成水蒸气,也可以结成冰……我们似乎对水最了解不过了,但是,这看似普通的水却仍然有很多待解的谜题,科学家甚至连它是一种液体还是两种液体都还在争论呢。

水产养殖风机是指以增氧曝气风机为主体,
将压缩空气通过布置在养殖水体中的散气装置释放微小气泡,小气泡在上升过程中与水进行传质,使氧慢慢地溶解到水体中去,成为溶解氧以满足水产生物的需氧量的一种增氧装置。

池塘底质不仅作为养殖用持水池、各种化学物质的储存库,还是植物、动物和微生物的栖息地以及营养素再循环中心。物质不断地从池塘水中沉淀到池塘的底部,例如:流入池塘的地表径流中悬浮固体、施用肥料和未摄食的残饵及水体中的植物、动物的尸体。物质也可能通过离子交换、吸附和沉淀作用而进入池塘底质的土壤固相,进入底质的物质可能被永久地储存起来,或者可以通过物理、化学或生物学方法转化为其它物质并从池塘生态系统中流失。

在第二临界点水是两种液体?

增氧的重要性

沉积在池塘底部的有机物质通常被分解为无机碳并以二氧化碳的形式释放到水中,含氮化合物会被池塘底质中的微生物脱氮并以氮气的形式流失到大气中,而磷则被池塘底质吸附后淹埋在沉淀物里进入可利用磷库的循环,含硫化合物经过还原菌的作用产生硫化氢,进而与池塘底质中的金属离子结合,变成黑色硫化物沉降于底质。

众所周知,水有3种存在形态:液态、气态和固态。如果压强或温度改变,水的状态就可能发生变化。温度不变,压强减小,液态水会逐渐转变为气态水。比如,在平原地区,90℃的水是液态的,但到压强小的青藏高原就变成了气态。压强不变,温度升高,液态水也会转变为气态水。

传统养殖业中,对溶解氧的问题表现得不那样突出。但是随着现代养殖业的出现,养殖密度和产品品质的不断提高,溶解氧的矛盾就突显出来。随着水体中鱼虾及其他水产品数量的增多,其对溶解氧的需求量就会大大增加,同时排泄物、残饵等也会随之增加。这样一来,耗氧量将大大增加,打破了原有水体中溶解氧的供求平衡。当溶解氧供求平衡失调,耗氧量大于供氧量时,常常会影响鱼类的生长,甚至产生一些更坏的结果。水体中过剩的、未能及时被鱼虾吃掉的残饵和一些其它生物的尸体,淤泥,底层的有机物质的分解均会消耗大量溶解氧。而且在溶解氧量不足时,水体中的这些有机物质,就容易分解产生有毒的亚硝酸盐、氨等,这些有毒物质达到一定浓度,会使鱼类出现中毒现象,甚至造成大面积死亡。缺氧水体也给有害细菌和病毒提供了生长的温床,使得有害细菌和病毒大量的繁殖生长。这样必然会侵害到同一水体中的鱼虾,使得鱼虾得病的几率大大增加。如不加控制,还可能暴发鱼病,引起大批量鱼虾的死亡。溶解氧在水产养殖中的作用已显得越来越重要。

池塘底质土壤是部分细菌、真菌、高等水生植物、小型无脊椎动物和其它底栖生物的生活场所,此外,甲壳动物以及底栖鱼类大部分时间也生活在底部,许多鱼类还在底部建巢和产卵。

水在两种形态相互转化的过程中,总有一个过渡点。比如在液态和气态相互转化的过渡点上,水既会表现出液态水的性质,又会表现出气态水的性质,如液似气,两种形态无法区分,过了这个点后,它就会变为非液即气或非气即液的状态。这个点被称为“临界点”。比如,在标准大气压下,0℃是水在固态和液态之间转换的临界点,100℃是水在液态和气态之间转换的临界点。

特点

微生物的分解作用在底质营养素循环中占有很重要的地位,因为通过分解作用,有机物质被氧化成二氧化碳和氨,并释放出其它矿物营养素,这样,通过微生物,碳、氮和其它元素被矿化或再循环,它们仍可以被利用。但是如果某种营养素的平衡浓度太低则可能不利于浮游植物的生长,或者某种重金属元素的平衡浓度太高就可以引起水生动物的中毒。

1992年,美国波士顿大学的科学家彼得·普尔和吉恩·斯坦利在做实验的时候,意外发现,低温下水的密度会发生起伏,温度越低,密度起伏越大。他们对这一反常的现象很感兴趣,因为通常情况下,温度越低,分子越不活跃,密度起伏应该越小。

运用新型水产养殖风机配套曝气增氧装置给水产养殖带来了增氧技术特点:

底质土壤的颗粒大小与质地、pH值和酸度、有机物质特性、氮浓度和碳氮比以及沉淀物的深度、营养素的浓度等都可以影响到养殖池塘底质的管理。具有活性的底质土壤组分应是具有电荷和巨大表面积的粘土颗粒和具有生物学可利用性和高度化学活性的有机物质。池塘底质的特性与水产养殖产量是密切相关的,不同的底质水生动物的生长发育以及水质指标也是不同的。

为了弄清这是怎么回事,普尔和斯坦利的团队模拟了水在过冷状态下的变化,所谓过冷水指的是温度低于0℃的液态水。模拟结果显示,过冷的水中确实存在密度起伏,且密度起伏随温度降低而增大。

1、高效溶氧:由于超微细孔曝气产生的气泡,在水体中与水的接触面极大,上浮流速低,接触时间长,因而氧的传质效率极高。

2池塘底质恶化的危害

对于这种密度的变化,他们给出的解释是,水有第二临界点。在第二临界点之上,水会在两种状态之间快速转变。由于两种状态性质不同,因此任意一种转化成另外一种时,都会导致突然的密度变化,这一变化在临界点时最为显著。在这个临界点处,水由两种密度不同的“水”组成。也就是水不是一种液体,而是两种液体。

2、活化水体:水产养殖风机配套微孔曝气增氧装置,充足的溶氧使水体能够建立起自然的生态系统,让水活起来。

池塘经过一段时间的养殖,一部分残饵、粪便、肥料、死藻等有机颗粒物沉入池底,以及发酵分解后的死亡生物,与池底泥沙等物混合形成底泥。一定厚度的底泥能起到供肥、保肥及调节和缓冲池塘水质突变的作用。

两种液体的说法还没有“实锤”

3、增强水体净化功能:水产养殖风机配套微孔曝气增氧是水底增氧,而其他增氧是表层增氧,而养殖水体主要是水底缺氧,水体底层沉积的肥泥、有机排泄物、剩余变质的饵料等难解的有机物,会消耗大量的氧,而充足的微孔曝气增氧,使其转化为微生物溶解分解的有机物,使水体自我净化功能得以恢复,加强。

底泥中的有机腐败物质及分解消耗溶解氧产生的二氧化碳、氨氮、亚硝酸盐、硫化氢和多种有机酸等有害物质,是病原菌的良好培养基或各种寄生虫虫卵潜藏住所。底泥过厚–底质恶化对鱼类可以产生严重的危害,而且这种危害大多数情况下是间接的。

“所谓水是两种液体,就是一种密度高一点的液体和一种密度低一点的液体的混合。因为密度不同,两者之间的氢键、长度、相互作用的强度也会不一样,这样就使它的各种性质比如粘滞性和扩散系数,也有差别。”中国科学院物理研究所研究员孟胜告诉科技日报记者。

4、超低能耗:由于采用水产养殖风机集中供氧及配套使用微孔曝气增氧装置,氧的传质效率极高,使单位水体溶氧迅速达到4.5mg/L以上,不到水车或叶轮增氧的四分之一能耗,可以大大节约养殖户的电费成本。

投饵的池塘中,剩余饵料和鱼虾的排泄废物引起池塘中浮游植物的大量繁殖,这些浮游植物控制着池塘中的溶解氧变化。白天它们通过光合作用产生的氧气大于呼吸作用的耗氧,溶解氧浓度较高,夜间刚好相反。随着大量饵料的投入,在我们的养殖过程中特别是养殖后期,藻华现象非常普遍。

然而,对于水是两种液体,不少人持怀疑态度,甚至有科学家批评这个结果是伪造的。大多数研究者认为水的性质可以用常规的理论来解释。其中一种观点认为,在非常低的温度下,过冷的水会转变成一种无序的固体,亦或是这是水在凝固时的一种特殊现象。

5、实现生态养殖,提高养殖效益:持续不断的风机增氧为水体提供了充足的溶氧,水体自我净化能力得以恢复提升,菌相、藻相自然平衡,构建起水体的自然生态,养殖种群的生存能力稳定提高,充分保障养殖效益。

此外,池塘底质有机物质浓度过高,就会有利于池塘底部形成厌氧条件,导致微生物有毒代谢物的产生,氨氮、亚硝酸盐等有害物质升高,又进一步加剧了池底变黑、变臭,水质恶化,寄生虫、病菌大量繁殖。所以说底质、水质、病害密切相关。

痴迷于水研究的瑞典斯德哥尔摩大学科学家尼尔森综合了他多年来在常温常压下所做的水实验的数据提出,水的确有两种不同的液态,其中一种,水分子是无序而致密的,另一种则是规则的四面体结构,密度较低。在常温常压下,低密度的水分子随机嵌入高密度水分子中,但人们不可能看到这种现象。在众人的质疑声中,尼尔森决定用实验来让大家看到水的第二临界点。2017年,他远赴韩国,借用最先进的技术制出超纯净的液态水,并通过实验证明了水在同一压强、同一温度时,存在两种不同的密度,他兴奋地宣布,找到了水的第二临界点。

6、安全、环保:新型水产养殖风机具有无油,静音运转的特点且安装在岸上,安全性能好,不会给水体带来任何污染,其他增氧方式是在水中工作,容易漏电,且运行噪音很大,对人体和鱼虾有潜在危害。

3底质恶化的主要因素

有不少人认同尼尔森的实验结果,但还有人提出了质疑,认为实验中记录对象是水滴,而水滴在整个过程中体积的变化极小,对于这微小的体积变化的解释有许多种,而第二临界点只不过是其中一种,尼尔森不过是为了切合自己的设想而选中了这种解释。

7、维护方便:水产养殖风机采用集中供氧装置及独立散气装置,使得整套装置轻便、耐用,维护简单方便。

1、清塘不彻底,晒塘时间过短,清塘所使用的药物不当以及清塘所造成的过多药物残留等。

在孟胜看来,虽然一直都有人认为水是两种不同性质的液体的混合,但现在还没有确凿的证据,并没有被完全证实,这种观点还处在假说的阶段。

8、静音——水产养殖风机配套微孔管微气泡增氧,水产养殖风机采用独特的设计技术,静音运行,在水中水面上基本没有声音,对鱼、虾、蟹不产生什么影响,很好的适合一些养殖对噪音要求比较高的水产品种的需求!尤其适合养虾、蟹。

2、在养殖期间,有机质残留过多,底部缺氧,是底质恶化的最主要因素。残饵、粪便、生物尸体等有机质残留,使得生物耗氧和化学耗氧剧增,水体底部溶氧无法满足耗氧量,从而造成池塘底质缺氧,厌氧菌大量繁殖,分解底部有机质而产生大量有毒中间产物,如氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷、有机酸等有害物质。这些有毒物对水产动物有很大的毒害作用,同时又会造成致病菌大量繁殖,缺氧浮头等。

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3、大量频繁使用化学消毒剂、农药杀虫剂、杀藻剂等,从而破坏水体及底质自净能力。

水是两种液体?冰也有17种形态呢!

4不良底质

据最新的统计,固态水即冰共有17种晶体形态。但是在实验室外,只有一种是地球上普遍存在的,它称为“冰Ih”。还有一种冰Ic,只少量存在于大气圈上层。此外的15种冰,只有在极高的压力下才能产生。冰晶之所以形态如此多样,都是因为相邻的水分子用强大的氢键构成了一个四面体的网络。当水处于凝聚态时,每一个水分子都会形成近乎四面体的4个氢键,从而最大限度地与其他水分子结合。冰Ih中的氢键构成了一个开放立体、且密度较低的结构。

改底的产品种类繁多、琳琅满目。目前市场上最新的技术是安全高效的过硫酸氢钾复合盐改底片。过硫酸氢钾被称为第五代消毒剂,绿色安全,对养殖动物刺激小,使用无残留,目前被越来越多的养殖户认可。但是大家在选择过硫酸氢钾复合盐改底片时候要选择含量在20%以上的过硫酸氢钾。过硫酸氢钾成分含量越足,氧化性好。但是由于过硫酸氢钾较高的氧化性,含量越高越难制片。一般的小厂家很难做到。因此在选择过硫酸氢钾复合盐改底片时建议大家看清含量,尽量选择大厂家的产品。与此同时,制片技术越高,颗粒越小,作用面积更大、更均匀,效果越好。

将压力施加到冰晶、元素碳、硅和磷之类的四面体物质上,就能将密度较低的固体压缩成一系列密度较高的结构,而且这个过程有可能推进到这些物质密度的极限。这造就了我们目前观察到的冰晶的17种形态。不知道未来还会不会发现更多形态的冰。

1、酸臭、腥臭底质

形成原因:池底腐败的有机质过多,主要是由于清塘不彻底、养殖过程投饵过剩、没有采取措施定期改良底质等,另外,增氧措施不足,又没有定期抛撒增氧剂,使得有机质没有得到充分氧化分解,产生大量有毒中间产物,如氨氮亚硝酸盐、硫化氢、甲烷等,严重时底质会产生大量有害气体,出现“冒泡”现象。

2、板结底质

形成原因:多次大量使用化肥肥水、过量使用硫酸铜杀虫杀藻剂、大量使用生石灰等药物,造成底质板结,底质与水体之间气体、营养元素的交换被阻隔,水环境缓冲能力减弱,水质变化无常,水产动物容易产生应激反应。

3、“泥皮”底质

形成原因:大量老化死亡藻类和悬浮胶体沉积物沉淀于底部,在微生物作用后,会变成浮皮、并在水体表面形成大量泡沫等。

4、“丝藻”底质

形成原因:底质与水体之间营养元素的交换被阻隔,致使水体营养元素的不平衡或缺乏,出现“倒藻”、“转水”,水质过瘦,清澈见底,底部丝状藻、青泥苔大量繁殖。

5、“浑浊”底质

形成原因:有机质残留过多,且得不到充分氧化分解,以胶体形式释放并悬浮于水体中,造成水质“浑浊”;或养殖密度过大,水产动物在底部不断骚动,引起水质“浑浊”;或因暴雨夹带大量粘土浆,引起水质“浑浊”。“浑浊”水质,悬浮沉降到底部,必然引起底质“浑浊”;另外,“浑浊”水质会遮蔽藻类光合作用,使水体自净能力减弱,使致病微生物大量繁殖,造成病害。

6、“偷死”底质

形成原因:由于底部长时期缺氧,致使氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷、有机酸等有害物质累积过多,使水产动物于底部中毒死亡,收获时发现底部大量死亡残尸。

5池塘底质改良方法

生产中多注重水体改良,有“看水养鱼”之说,而没有重视底层水是否低氧,底泥是否发臭,发黑。我们经常遇到的鱼类“浮头”或“泛池”,很多都是底质恶化的结果。如果底质好即使出现“下大雨”等异常天气,也不会造成溶氧的迅速降低或有害物质的迅速升高。我们知道溶氧低不仅造成养殖动物生存困难而且影响养殖动物摄食及消化率,还可造成水体中有害的还原性物质升高及致病细菌增多,从而影响水体的稳定及养殖动物的生长及抗病力等。因此底质修复和改良有重要意义。

1、物理方法

清塘挖淤一般在冬季或早春等生产闲季进行。大多采用先排干池水,然后用水力挖塘机组像开挖新塘一样清理淤泥。此法成本低、适应性强,但作业时需要有水源和较大的荒地或浅滩用于排放泥浆,让其沉淀。生产实践证明:鲢、鳙池底泥厚度在20cm~40cm;草、鲂、鲤鱼池底泥以10cm~15cm为宜。

因此,为保持良好水质,每隔1-2年应清除10cm~20cm呈暗黑色的底泥。池底再经过冰冻日晒,促进有机物质的分解,消灭病原体和其他有害生物。在此期间还可进行池塘的修整加固、堵塞漏洞、维修闸门和铲除杂草等工作。

生产上有时需要在不排干池水的情况下进行清淤,目前使用的清淤机械大致可分为两大类型:船式清淤机和潜水式清淤机。船式清淤机的主要工作部件均装在船上,只有吸泥头沉在水下,可在养殖期内清除池底淤泥,排吸作业连续;潜水式清淤机整个工作部件均潜入池底,在淤泥表层边行走,边进行吸泥作业。但由于整机在水下作业,对动力机的防水密封要求较高,维修技术难度大,用户自行保养、修理不便。

除了清淤外,经常搅动塘底,翻松塘底的淤泥,并使池水上下混合,也能促进池塘底部有机质的分解,并重新释放出底泥中沉积的营养盐类,恢复营养物质在池塘上下水层的均衡分布,促进浮游生物的生长繁殖,从而可以防止池底老化;通过开增氧机曝气也可改善底部环境,减缓黑化过程。

2、化学方法

化学方法最常用的就是生石灰清塘。生石灰遇水后发生化学反应,放出大量的热能,中和淤泥中的各种有机酸,改变酸性环境,从而可以起到除害杀菌、施肥、改善底质和水质的作用。使用时可干池清塘或带水清塘。带水清塘一般是在总碱度、总硬度及pH值都偏低的池塘,及时合理地施用石灰;而池水和底质中钙离子浓度较大、碱度较高,则不必施生石灰;在有机质贫乏的养殖塘不宜单施生石灰,否则会加剧有机物的分解,使有机物积存更少,池塘肥力进一步下降,恢复更为困难。

除生石灰外,还可选用化学复合型底质改良剂。如一种主要成分为过氧化钙的白色颗粒状
“底层水质改良剂”,投人水中能迅速增氧,促进硝化作用,降低水中的氨氮、亚硝酸盐、硫化物的含量,还能补充生物生长所需的钙,并使底质疏松透气,利用有机质的完全分解。目前,一种新型亚硝酸根离子去除剂——亚硝酸螯合剂及其盐类具有降解池水中亚硝酸态氮及氨态氮,螯合池水中的有机物,消除池水及池底中所含重金属离子的污染等,可用做池塘土壤改良剂、底质改良剂及底质活化剂。

3、生物方法

利用生物来修复养殖塘底质,减少底质有机物的积累也能取得显著效果。据报道,在老化污染虾池中移植沙蚕等底栖生物,并培育成优势种群,可大量摄食虾池中的残饵、粪便以及其它生物尸体和有机碎屑,减缓了虾池底部有机物的积累。而且沙蚕营穴居生活,其刚毛的不断划动可行成了一个个小的水流循环,能增加底质中的溶解氧。

光合细菌以及复合益生菌等微生物制剂也能对池塘底质进行改良。光合细菌可以在光线微弱、有机物、硫化氢等丰富的池底繁衍,并利用这些物质建造自身,而其本身又被其他动物捕食,构成了养殖塘中物质循环和食物链的重要环节。所以光合细菌特别是在池底污染严重或因水质不良又不能换水的封闭式养殖塘,可发挥出较明显的作用。复合型微生物底质改良剂,能发挥各菌种的协同作用,将残饵、排泄物、动植物尸体等影响底质变坏的隐患及时分解消除,不仅改善了底质和水质,而且控制了病原微生物及其病害的蔓延扩散。

4、其它:

淤泥沉积速度与施肥、投饵等饲养管理措施直接相关。在生产中努力做到看水施肥,切忌过量;按照生态互补原则合理混养、密养;投饲量根据季节、气候、生长情况和水环境变化灵活掌握;在饲料中添加诱食剂、促长剂等,增强水产动物的食欲,促进饲料营养的吸收转化,降低饵料系数,从源头上解决排泄物对底质和水质的污染;防治水草(特别是丝状藻)大量生长,及时捞出过多或死亡的水草,以防腐烂变质;有条件的可朝黑化区域泼撒炼铁炉渣(一般1.5kg/m3),以延缓黑化过程,并降低危害。

另外,如果干池期较长,可考虑把水产养殖和农作物进行轮作。这样可以使淤泥更充分地干透,靠陆生作物发达的根系,使土壤充分与空气接触,有利于有机物的矿化分解,更好地改良池底,同时,还可以获得农作物本身的经济价值。另外,生长的青绿作物和牧草还可作为池塘的优良绿肥和鱼类的饲料。

池塘底质的缓冲能力、自净能力、生产性能、抗逆性能,是池塘养殖成败的关键。“成也底质、败也底质”对于池塘养殖业而言一点都不为过。要使池塘养殖业得以可持续发展,克服连作障碍,池塘底质定期改良需引起池塘养殖者们足够的重视。

6常见的底质改良剂

1、吸附型:如沸石粉、麦饭石、活性炭等,只是简单的物理吸附水中的氨氮,亚硝酸、有机质等的有害物质,用后水会变得清爽,但对有害物质本身的特性并没有改变,只是浓缩于其中,且沉降到池底加重了底臭。

2、絮凝型:以聚合氯化铝、硫酸铝、明矾等絮凝剂为代表的,用后水体会分层,中上部水体会变得澄清,底层会有大量云雾状的絮凝胶状物,故在生产上使用后也会加重底层缺氧。(不建议使用)

3、离子交换型:像以含EDTA或以硫代硫酸钠为主的产品,用于降低水中或底层氨氮重金属的阳离子有害物质,或用于含溴氯碘化合物、高锰酸钾等阳性氧化物中毒时解毒用,效果较为理想,但对水中或底层带负电荷的酸性有害物质则效果很差。

4、活菌降解型:目前市面很多生物底改,主要成分为枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌和部分沸石粉作为活菌载体,有时还会添加腐殖酸钠、微量元素等。

一类是以芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌等耗氧型活菌为主的,必须在高氧环境下,才会发挥其功效,而且这类生物底改在使用中会大量耗氧,尤其是底层老化池塘及无增氧设备的池塘慎用。另一类是以光合细菌、乳酸菌、酵母等厌氧菌为主的。

而因其不耗氧其副作用不被人重视,以酵母为例其改底的过程就是发酵的过程,这种发酵尽管是厌氧发酵,但其发酵的过程中就是发能产热的过程,这种因发酵导致的底热,底热引起的缺氧,会因底层残饵粪便等有机物越多而越为明显,危害越大,故生产上在使用活菌底改是,应酌情避开高温雨季时使用。

另外,许多老塘底层过多的有机质,除了会引起底臭,还会滋生大量的原虫,若选用活菌改底,这些浮游动物会直接把活菌当饵料而摄食,从而加快浮游动物的繁殖。另外,藻类与自养型微生物如光合细菌以及硝化细菌有竞争作用,因而藻类过多时不利于这些菌的繁殖,从而影响改底的效果。

5、化学降解型:以各种卤素类、碱性金属盐类等氧化剂以及一些表面活性剂类为主的,这一类型的底质改良剂均为化学降解型,同一类型产品的好与坏一般看其水解释放的快与慢,水解越快刺激性越大,水解越慢刺激性越小,另外这一类产品不受天气、水温等环境因素的影响,生产上这些产品应用较为广泛。

7注意事项

1、用各种底质改良剂前应提前开启增氧机1-2小时,或用增氧剂1公斤/亩,全塘泼洒后再用底质改良剂效果更好。

2、严格按说明书使用各类底质改良剂,一次效果不明显时,隔日再用一次。切忌一次过量使用。

3、切忌用明矾或一些含有铝的产品来改良水质。