藻类的光合作用和细菌的呼吸作用,在池塘水体生态系统天然生产力的产生、系统自身循环运转及其自净能力中,起着至关重要的作用,是必不可少的关键环节。

照片中的是白点竹鲨鱼的胚胎臀鳍,它看起来就像是漂浮在水中的蓝色丝绸,透明且神秘。

在淡水系统中,磷酸盐是主要的限制因素;而在海水系统中,氨氮和硝酸盐占据了形成水体富营养化的主要地位。一旦这两类物质在水体含量急剧增加,藻类植物和浮游植物便会疯狂生长,水体富营养化现象也会愈发严重。

众所周知,藻类利用光能,通过光合作用吸收利用二氧化碳等水中无机营养素,合成自身有机体,使藻类自身得到生长增殖。从藻类为基础的食物链,藻类
原生动物 浮游动物等,称作光合食物链,是池塘天然生产力的一大来源

这张照片是由来自德国基尔的简—米歇尔拍摄而成的。照片中的生物是名为Temora
longicornis的海洋桡足动物,这是摄影师在这个生物原有体积上放大10倍的效果。

1.水富营养化的定义

天然生产力一般指自然产生的、无需经济成本的生产力。常说的初级生产力即藻类光合作用产生的生产力就是天然生产力,人们也往往认识到这一种天然生产力,而忽略微生物产生的天然生产力。当然,一般天然水体清瘦,贫营养化,水生生物密度小,供微生物利用降解的有机物少,即微生物食物少,微生物密度也少,相比藻类光合作用产生的生产力,微生物产生的生产力往往被忽视。加上天然水体污染有机物少,微生物所具有的物质循环自净作用与水体污染的矛盾没有那么突出,所以微生物在水体生态系统自我净化中至关重要的作用不被关注。
微生物,是池塘水呼吸的产物,也是池塘呼吸的最主要参与者,因此也是池塘呼吸食物链的开端。人工养殖的池塘,每天都要投喂大量的饲料,会产生大量残饵粪便,以及大量的动植物尸骸等,自然而然伴随而来的生长着大量微生物。不让微生物生长,那谁来帮你净化水质?谁来帮你完成物质降解循环利用?微生物就是在降解废弃在池塘的污染有机物,使之循环再利用,净化水质的过程中,得到大量的增殖,获得庞大的生物量。你再不关注,不利用,你不是愚蠢,就是无知!而且还会为此付出额外的巨大的代价。
自然产生的大量微生物进入食物链,细菌被纤毛虫、鞭毛虫等原生动物摄食,原生动物又被浮游动物、水生昆虫、软体动物摄食……这个食物链又称作腐生食物链网。在这食物链网各个链节,都能被水产经济动物所利用,而产生应有的经济价值。
1、细菌
细菌是该食物链网最基础的营养级,自然产生的、数量巨大。养殖池塘水质多为富营养化,水体悬浮着大量有机碎屑。有机碎屑附着大量的细菌,这些附着大量细菌,形成絮状、片状和块状等细菌聚合体,称为生物絮团。
众所周知,生物絮团是滤食性鱼类如鲢鳙、罗非鱼、匙吻鲟等,良好的、营养丰富的食物。不仅如此,生产实践中发现,黄颡鱼、泥鳅等鱼类,以及大多数鱼类的苗种阶段,都能很好的摄食利用生物絮团。所以,现在兴起的立足于充分有效利用生物絮团的养殖技术新模式,称为生物絮团养殖技术模式。这种模式不仅可以大幅度降低饲料系数,而且有效净化水质,是经济环保、可持续发展的一种养殖模式。
2、原生动物及浮游动物
这类食物链网的营养级群体,常见的有纤毛虫、鞭毛虫等原生动物,以及轮虫、枝角类、挠足类等浮游动物。在食物链网中,是紧邻着藻类、细菌的营养级,直接摄食藻类和细菌。所以养殖水体中,其生物量仅次于藻类和细菌的、数量庞大的营养级群体。
该营养链节,不仅仅是滤食性鱼类最优良的饵料,可以说是几乎所有鱼类苗种最优良的甚至是必不可少的开口饵料。水体中具有丰富的原生动物和浮游动物群体,对于许多渔类的苗种培育阶段至关重要,如鮰鱼、鲈鱼、鲶鱼、黄颡鱼、泥鳅、乌鳢等,如果缺乏这些鲜活饵料,鱼苗成活率大大降低,甚至育苗失败。这些鲜活饵料不仅是营养丰富的食物,它对于提高鱼类苗种免疫力、抗病力有着极其重要的作用。所以在许多偏肉食性鱼类苗种的开口饵料,任何配比丰富、质量再高的人工饵料都无法完全替代这些鲜活饵料。
3、底栖动物
养殖水体常见的有寡毛类、螺蛳、河蚌等。养殖池塘底部沉积着大量有机物,产生着最为丰富、生物量巨大的微生物种群,而底栖动物就是以微生物为食的,也是细菌相邻的食物链网节。
底栖动物不仅是许多底栖鱼类、偏肉食性鱼类如青鱼、鲶鱼、乌鳢、鲤鱼、鲫鱼等优良的食物,也是特种水产经济动物如鳖、蟹等的优良食物。
底栖动物是腐生食物链网中非常重要的营养级,如果能够加以科学利用,不仅能产生生物量巨大的底栖动物,供水产养殖动物食用;而且大力促进底泥有机物的转换循环利用,变废为宝,净化水质,是池塘底泥管理最为有效、且能产生经济价值的管理措施。

这是两只淡水纤毛虫正在交配的场面,摄影师将它们放大了630倍,看起来就像是两个色彩缤纷的调色盘一样。

水体富营养化的成因纷繁复杂:人类本身的一些生产和生活活动对水体造成了很大的影响。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后,水中营养物质增多,促使蓝藻和红藻等自养型生物疯长。藻类及浮游生物死亡后被需氧微生物分解,不断消耗水中的溶解氧或被厌氧微生物分解,不断产生硫化氢等气体。从两个方面使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中,供新的一代藻类等生物利用。因此,富营养化了的水体,即使切断外界营养物质的来源,水体也很难自净和恢复到正常状态。

藻类光合作用和细菌呼吸作用是产生池塘两大天然生产力的基础来源

这是被放大320倍的硅藻念珠直链藻,由来自特尔的摄影师弗兰克—福克斯所拍摄。

水体富营养化概念广泛,内容复杂。广义上水体富营养化的定义是:水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。狭义上是指人类活动使氮、磷等营养物质大量进入缓流水体;藻类及其他浮游生物迅速繁殖;水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。藻类及浮游植物生长过快,导致了水体的污染与破坏。

一口池塘平时频繁采取杀藻、杀菌、杀虫等破坏池塘天然生产力的行为,而另一口池塘很少采取此类行为,尽量有效利用天然生产力,那么这两口池塘出塘时鲢鳙鱼的产量也会一样吗?

这是由来自海洋生物实验室的迈克尔—史瑞巴克和伊丽娜—阿希波娃博士所拍摄的Philodina玫瑰旋轮虫。它通常会出现在一些鸟类生活的池塘里或是一些小型淡水池中。

2.水体富营养化成因

我国劳动人民经过多年水产养殖实践,根据养殖鱼类有着不同的分布水层、不同摄食习性的特点,采取混养模式。如“一草养三鲢”,吃食性鱼类搭配滤食性鱼类的放养模式;如“肥水下塘”,鱼苗下塘前施肥培养浮游生物的鱼苗培育措施等等,这些都是合理利用天然生产力的尝试。

这是由来自剑桥大学的约翰—H—布莱肯布瑞拍摄的人体致命害虫之一—蚊子。这张照片是正在水滴中生长的幼蚊。

3.水体富营养化的形成机理

水质改良与底改剂的施用
现在“养鱼先养水,养水需改底”已成为共识,市场上许多水质调控及底改产品是以沸石粉等絮凝剂为主要原料做成的,施用后表面看起来水体清爽了许多,水中悬浮有机物减少了许多吗,殊不知这些底改剂只是加速水体悬浮有机物的絮凝沉淀,加重了池塘底部的“负荷”,是底部改良的反向作用。

照片中的是绿藻的一种—新月藻。它是由摄影师在池塘中取得的样本。在照片中来看,它颇像一片树叶,且上面还布满了绿色长纹。

①从搭配鲢鳙比例来说,这个比例是基于浮游动物是藻类下一级链节,生物量远远小于藻类。实际上浮游动物不仅仅以藻类为食物,除了藻类外,大量细菌和适口的有机碎屑等都是浮游动物的食物,浮游动物生物量远远大于人们的预期。另外从鳙鱼食物来说,传统认为主要是浮游动物,实际上大量悬浮的生物絮团和藻类都是鳙鱼可滤食的食物。所以鲢鳙的合理放养比例,可以处在1∶1左右。假如鳙鱼放养比例过小,水体中大量的浮游动物和生物絮团将得不到充分利用。

这是置于加拿大香脂中的甲壳纲动物,照片中的它呈现出了淡黄和橙两种颜色,颇像一副艺术作品,颜色鲜艳,十分美丽。

主养鲤鱼搭配鲢鳙模式
以郑州地区举例来说,套养的鲢鳙鱼类,就是滤食利用池塘的藻类、浮游动物、生物絮团的。普遍模式,除了主养鱼类外,一般搭配鲢鳙密度300~400尾/亩,鲢鳙放养比例∶1,二十多年来变化不大。

这是一张水蚤被放大100倍的照片。从照片中可以清晰的看到水蚤身体的每个部分,肠道将它的身体分成了两部分。中心的透明圆圈是它的心脏。

试想一下,每天投喂300千克饲料的高产池塘,与投喂50千克饲料的池塘,其产生的残饵、粪便排泄物等有机污染物数量相差很大,由此产生的天然生产力差异同样很大,鲢鳙鱼出塘的产量会一样吗?

这是由来自犹他大学的约翰—格尼斯所拍摄的受精三天后的斑马鱼胚胎。从照片中看起来,就像是一个体格健壮,肌肉发达的外星人。

其实,有机物分解过程实质就是细菌种群生物生长的新陈代谢过程,养殖池塘废弃的有机物正是细菌种群的营养来源。一种细菌种群的代谢产物又是另一种细菌种群的“食物”,这种细菌种群的协同分工恰似有机物分解车间的生产流水线,通过这种自然形成的生产流水线将有机物分解成简单的无机盐类。

这是由来自匹斯堡大学的乔纳森—弗兰克斯拍摄的藻类生物膜,也有人称之为“绿藻类层”,从照片上看起来很像一副艺术作品。

利用天然生产力认识上的欠缺

这是由拉尔夫—瓦格纳博士拍摄的水蚤,照片中的它正位于绿藻两侧。水蚤是一种微型、透明的甲壳类动物。

还有许多人没有认识到的,池塘天然生产力另一重要基础来源就是细菌。细菌分解有机物的过程本身就是细菌的代谢活动,将有机物质矿化的同时,获得能量用于自身生长,即细菌在呼吸作用过程中得到生长增殖,形成庞大的生物量。以细菌为基础的食物链,细菌→原生动物→浮游动物等,称作呼吸食物链,或称腐生食物链,同样是池塘天然生产力的一大来源

这是由查尔斯—克雷布斯拍摄的水中“冲突”场面。此时,一只水螅正在捕捉水蚤,此张照片将它们的“冲突”场面放大了40倍。

从天然生产力有效利用方面来说,水体悬浮的有机物颗粒就是附着大量细菌的生物絮团,就是池塘天然生产力的重要组成部分。将这些能够被水产动物摄食利用的悬浮生物絮团,絮凝沉淀成为底泥沉积物,就是对池塘天然生产力的破坏,这些措施行为与水质管理的科学性南辕北辙。

在日常生活中,我们很难用肉眼看到水中的生物。只知道水完全是生物体的世界,甚至一滴水滴都有可能是这些生物体的家。2011年度尼康微观世界摄影大赛中就收集到了很多优秀的缩微摄影,其中就包括这些生活在水中的美丽生物体。

天然水体或低产池塘中,有机物少,由此产生的细菌生物量少,由细菌产生的天然生产力,往往不被重视。但现在大多数池塘产量高,每天需要投喂大量饲料,残饵、粪便等废弃有机物大量存在,细菌分解这些有机物的同时产生着巨大的生物量。

(来源:农财宝典水产版—渔行家沙龙 摘编)

利用天然生产力的尝试

人们往往着眼于微生物对有机物的分解矿化作用,而忽略了有机物分解矿化过程中的同化作用,即微生物自身合成生长,并由此形成庞大生产力。

②从搭配鲢鳙生物量来说,套养数量二十多年基本不变。养殖户们包括许多专业技术人员普遍认为,套养的鲢鳙鱼类不论放养数量多少,最终出塘产量都是一定的。认为套养数量多了,出塘时个体规格小;套养数量少一点,出塘时个体规格就大些。

微生物是池塘天然生产力的重要基础来源

产生池塘两大天然生产力的基础

这里谈的天然生产力,是养殖池塘人工投喂饲料以外的,自然形成的生产力,来自于池塘有机污染物,它无需人为投入成本。或准确地说投入成本是“负值”,因为产生这些天然生产力的同时,池塘生态系统得到了可持续循环运转,污染物得到了自我净化,仅凭这两点我们人类投入多大成本都难以达到的。
众所周知,藻类利用光能,通过光合作用吸收利用二氧化碳等水中无机营养素,合成自身有机体,即藻类自身得到生长增殖。依着食物链,藻类——原生动物——浮游动物等,称作光合食物链,是池塘天然生产力的一大来源。
还有许多人没有认识到的,池塘天然生产力另一重要基础来源就是细菌。细菌分解有机物的过程本身就是细菌的代谢活动,将有机物质矿化同时,也将一部分能量合成自身物质用于生长,即细菌呼吸作用过程中自身得到生长增殖,形成庞大的生物量。依着食物链,细菌——原生动物——浮游动物等,称作呼吸食物链,或称腐生食物链,同样是池塘天然生产力的一大来源。
人们往往着眼于微生物对有机物分解矿化作用,而忽略了有机物分解矿化过程的同化作用,即微生物自身合成生长,并由此形成的庞大生产力。天然水体或低产池塘,有机物少,由此产生的细菌生物量少,由细菌产生的天然生产力,往往认识不到或不被重视。但现在大多数池塘产量高,每天需要投喂大量饲料,残饵、粪便等废弃有机物大量存在,细菌分解这些有机物的同时,产生着巨大的生物量。
其实,有机物分解过程实质就是细菌种群生物生长的新陈代谢过程,养殖池塘废弃的有机物正是细菌种群的营养来源。一种细菌种群的代谢产物又是另一种细菌种群的“食物”,这种细菌种群的协同分工恰似有机物分解车间的流水生产线,通过这种自然形成的流水线将有机物分解成简单的无机盐类。
藻类的光合作用和细菌的呼吸作用,在池塘水体生态系统天然生产力的产生、系统自身循环运转及其自净能力中,起着至关重要、必不可少的关键环节。细想过程的精妙神奇,惊叹大自然亿万年进化的结果,完全是对万物生灵的恩赐,可谓天工神匠、精美绝伦!这是我们人类智慧永远难以达到的地步。

近几年来,在养殖鱼类混养、搭配滤食性鱼类的基础上兴起了鱼鳖混养、鱼蟹混养、鱼虾混养等养殖模式,同样是充分利用天然生产力的一些尝试。