(1) 水體氮素的來源構(gòu)成
集約養(yǎng)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(yǎng)殖生產(chǎn)包括自然再生產(chǎn)過程與經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)過程,然而傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式片面追求產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)效益,強(qiáng)化水體系統(tǒng)外的能量物質(zhì)的投入。過量的投餌,形成大量有機(jī)代謝廢物的沉積,致使水體系統(tǒng)的分解環(huán)節(jié)受抑制,造成硝化反應(yīng)難以通暢完全進(jìn)行,自凈能力減弱,產(chǎn)生多種有機(jī)酸及氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫、甲烷等中間有毒有害產(chǎn)物同時,這些中間有毒產(chǎn)物也可再由含氮化合物通過反硝化細(xì)菌還原而返復(fù)積累。
自然狀態(tài)下水體氮素的來源:
①一些固氮藻類及固氮細(xì)菌能把大氣層中的氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У?/p>
②魚類等水生動物的*終代謝產(chǎn)物主要為氨態(tài)氮(NH3),其次為尿素和尿酸。
③藻類細(xì)胞自溶與有機(jī)碎屑沉積物的礦化作用,使以顆粒狀結(jié)合著的有機(jī)氮以NH3-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(tài)的氮素來源構(gòu)成及轉(zhuǎn)化過程應(yīng)清楚把握和準(zhǔn)確運(yùn)用,才能不悖其水體物質(zhì)轉(zhuǎn)化循環(huán)規(guī)律,達(dá)到健康高效生態(tài)養(yǎng)殖的目的。
(2) 養(yǎng)殖水體生態(tài)系統(tǒng)的生物組成
消費(fèi)者、分解者、生產(chǎn)者是養(yǎng)殖水體生態(tài)系統(tǒng)的生物組成部分。其特點是:
①消費(fèi)者:魚蝦類養(yǎng)殖動物為整個生態(tài)系統(tǒng)的核心,數(shù)量多、投餌量大,產(chǎn)生大量的排泄物和殘餌。
②分解者:微生物的數(shù)量與種類較少,大量的有機(jī)物無法及時分解,經(jīng)常處于超負(fù)荷狀態(tài),水質(zhì)惡化。
③生產(chǎn)者:藻類數(shù)量少,無法充分利用有機(jī)物降解產(chǎn)生的營養(yǎng)鹽類,導(dǎo)致NH3-N和-N等有害物質(zhì)積累以至污染。
因此,這種片面強(qiáng)調(diào)消費(fèi)者,而忽視分解者和生產(chǎn)者的生態(tài)系統(tǒng)是*為不平衡的,常使其循環(huán)過程存在兩處“瓶頸”梗阻。
(3) 水體物質(zhì)循環(huán)的中間部位
即有機(jī)物的生物分解轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié),水中有機(jī)物在異養(yǎng)微生物的作用下,*階段是碳氧化階段,初步被分解出的產(chǎn)物是二氧化碳(CO2)和氨態(tài)氮,氮物質(zhì)大部分以NH4+?NH3的形式釋放出來。
在自然條件下(溫度為20℃),一般有機(jī)物*階段的氧化分解可在20天內(nèi)完成。第二階段是氨物質(zhì)的硝化過程,在亞硝化細(xì)菌的作用下氨(NH4+?NH3)被氧化成亞硝態(tài)氮;在硝化細(xì)菌的作用下再進(jìn)一步被氧化成植物生長所需要的硝態(tài)氮。在20℃自然條件下,第二階段的氧化分解需百日才能*終完成。當(dāng)水體缺氧時,另有一類反硝化細(xì)菌可以把硝酸鹽還原為亞硝酸鹽,再還原為氨氮或游離氨或氮氣,失去營養(yǎng)作用,成為植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(yīng)。
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(yǎng)殖環(huán)境中畢竟水體溶氧還達(dá)不到被完全消耗的狀態(tài),僅在底泥過厚的無氧狀態(tài)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。
(4) 轉(zhuǎn)化的過程
從含氮有機(jī)物到氨氮所用的時間較短,從氨態(tài)氮到亞硝酸鹽時間也不算長,由于硝化細(xì)菌繁殖速度較慢,從亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化到硝酸鹽需要時間就相對長一些。
轉(zhuǎn)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(shù)量的三大因素。在養(yǎng)殖生產(chǎn)中,如果系統(tǒng)達(dá)到一定的自凈平衡狀態(tài),水體氮循環(huán)會比較正常,三態(tài)氮會一直維持在穩(wěn)定狀態(tài)。
但傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式,忽視分解者和生產(chǎn)者的地位與作用,加速了水體環(huán)境惡化頻度而傳統(tǒng)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(fù)濫用殺菌消毒劑及抗菌素,在把病菌撲滅的同時,也把系統(tǒng)中為數(shù)眾多的有益菌類(系統(tǒng)正常狀態(tài)時,有益菌群占95%以上,條件致病菌占4%,而有害菌不到1%)統(tǒng)統(tǒng)殺滅,浮游植物也遭受到殃及或同被撲滅,光合作用再度減弱,產(chǎn)氧與供氧機(jī)能更為不足,進(jìn)而又會造成浮游動物大量死亡分解與氨氮物質(zhì)的重復(fù)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*強(qiáng),不易撲滅,反而又容易復(fù)發(fā)侵襲致病,造成養(yǎng)殖水體環(huán)境惡性的循環(huán)狀態(tài)。
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