今年春夏之交,草鱼表现出来一系列的奇怪“症状”,并引起“莫名其妙”的大量死亡,以其发病快、死亡量大、用药效果差备受热议,在致死原因或诱因问题上,业内人士展开激烈大讨论,各种观点激烈交锋,持细菌论有之,持霉菌论有之,持水质恶化论有之,持营养论的有之,大家莫衷一是,养殖从业者更是不知何去何从。笔者根据一线实践经验及对气泡病的认识,谈谈池塘“隐形杀手”气泡病的成因、危害与对此次瘟情的影响,增加一种认识论及防治之道。

池塘既作为养殖动物生存、活动和生长的场所,又是天然饵料的生产场所,同时也是养殖动物代谢物、排泄物的净化场所。

一、鱼生活在水里,家畜生活在陆地上

一、气泡病名称由来与研展

众所周知“养鱼先养水”,“养水”有三个方面的含义:

生活在陆地上的家畜用肺呼吸,把空气从鼻子里吸进去,经过气管进入肺中,从肺经过血管送到身体各部,氧气和体内的物质发生化学变化,产生动力,再由血管把身体各部分收集来的二氧化碳集中在肺内由鼻孔呼山。动物几乎都要吸收氧气,排出二氧化碳,这样生命的机器才能开动。

气泡病就是养殖池水中溶氮量或溶氧量过饱和而进入鱼体栓塞在组织内的疾病。自1901年Gorham注意到几个水族箱中明显健康的鱼,
突然失去平衡, 并不规则的游动, 在几小时内死亡。发现鱼的角膜下有气泡,
眼球突出,气泡也出现于口腔粘膜、鳃和鳍中,
同时血管和心耳中含有游离气体。分析导致死亡的原因是由于气体过饱和,
心脏与大血管内形成的气泡阻塞了血液流通造成的。并命名该病为Gas bubble
disease。

一是满足养殖动物生存、生长的最佳条件。

生活在水中的鱼没有肺,不能吸取空气中的氧气。可是鱼类口腔中有鳃,它是由纤细的鳃丝构成的,在水中能充分散开,表面积很大,能够吸取溶解在水中的氧气,并把全身产生的二氧化碳废物从鳃排放到水中去。

之后是Beiningel 和Ebel
(1917)报道了水库溢水口引起的气泡病成了美国哥伦比亚河和斯内克河水生生物生存的限制因子。Marcello和Strawnz报道了在溪流发电厂和原子动力工厂的热量影响鱼类发生气泡病。1978年大连水产学院报道了冰下高溶氧容易导致鱼类气泡病。

二是提高天然生产力水平。

空气中的氧气占总量的21%,是稳定的,水中的氧气,通常是总量的百万分之几,在不同的条件下,有时多,有时少,常发生变化,所以鱼类常会因缺氧而闷死。

除鱼类外也有人报道了龙鳌虾(Homarus
)和鲎、贝类、水螅以及海蜘蛛等都对气泡病敏感,绿藻的大量繁殖是引起气泡病的原因。Hughes
(1968)报道了龙虾气泡病是由于养殖场气压下降造成。Melouf(1972
)等记述了三种双壳贝类的气泡病,
并认为该病的发生是冷海水升温导致气体饱和度降低造成的。

三是使净化能力最大化。

二、家畜是恒温动物,鱼则是变温动物

近年在我国药企业界强力研究下,陆续发现各种养殖的鱼类、对虾、海蜇、海马、青蛙、乌龟、龙虾、螃蟹等,甚至枝角类桡足类等动物均会发生气泡病,同时笔者在一线实践感悟气泡病是池塘养殖中较广泛、较多发、较隐秘存在一种疾病,尤其对各类养殖动物病后“后遗症”–体外体内的物理创伤产生很大影响,为腐生细菌或致病菌的继发感染提供便利条件,其“综合危害”之甚不亚于缺氧泛塘、中毒或者细菌性疾病,

这三个内容又相互依存与相互作用。

家畜是恒温动物,一年四季身体都是温和的,都要吃东西。

二、养殖池塘气泡病的成因与症状探讨

无论什么养殖模式,满足养殖动物生存、生长的最佳条件是不变的,但是,在不同的养殖模式下,“养水”的内涵又有所不同。在低产或传统养殖模式下,养好藻类,提高天然生产力,是维持良好水质和提高养殖效益的关键,而在高产养殖模式下,养殖动物自身污染物的净化是关键,而净化能力最强的是细菌,因此,养好细菌,是维持良好水质、确保养殖动物健康的关键。

鱼则是变温动物,身体的温度随环境而改变。许多鱼类冬天温度低时就不大活动,也不吃东西。所以,冬天极寒天气时鱼可以不用喂食。

从流行病学的角度看养殖池塘气泡病的成因一般符合以下几个特点:

一、饲料与病害的关系

保持体温需要很多的能量,恒温的家畜就必须要从所吃的食物中拿出相当部分来维持一定的体温,变温动物的鱼类则不需要,因此鱼类消耗的食物,特别是用来产生热量的碳水化合物和脂肪,比家畜需要的少得多。

1)一年四季均可发生,尤以南风、北风季节交替多发。比如春夏之交,秋冬之交,交替期间,温差较大,导致水温上升下降过快,除对鱼类应激之外,主要影响养殖水体与鱼体中气体溶解度的频繁变化,是造成水体与鱼体气泡病发作的温度条件之一。例如北方化冰期,地温水温升高,导致水体溶解氧或氮气饱和度下降,容易导致气泡病;南方在此期间也类似,只是养殖从业者认为鱼群不怎么吃料,鱼塘事情较少,每日巡塘,不死鱼认为就没事,很少花时间观察塘中鱼类活动。

水产养殖业的快速发展,对水产动物营养需求的研发和饲料配方技术的进步贡献最大。高产高密度养殖的情况下,养殖动物的营养需求基本上靠饲料提供,因此,饲料营养的“全价”性,是养殖动物健康生长的基本保证。

正因为这样,与猪、鸡的饵料含蛋白质20%相比,养鱼饵料则要有30-50%的蛋白质。

2)池塘水浅。越冬前习惯加高水位,南北方习惯基本一直,冬季鱼类活动减少,人也修养生息,池塘活动基本告一段落,但是池塘存水量蒸发、渗水一直进行,开春后基本水位都会发生较大变化,造成水位降低,水深变浅,水温受气温影响变大,水体鱼体温度基本同步变化,气体饱和度受天气变化影响明显。

鱼类营养性疾病常见的症状大致有以下8 种:

三、粪屎的成分不同

3)藻类快速繁殖。温度的变化引起藻类更替,前期多以小型藻类繁殖较多,再加上养殖从业者习惯在此期间肥水,造成小型藻类大量繁殖,水中溶氧量升高,溶氧过饱和,溶氧过饱和也容易引起气泡病。

①发育不良,生长迟缓;

鱼类和家畜一样要进行新陈代谢,更新的废物从小便排出。但粪屎的成分是不同的,家畜的尿主要是尿素,无毒,而淡水鱼尿的成分则主要是氨,有毒。

4)杀虫后。杀寄生虫药剂对水中的浮游动物基本都有杀灭作用,破坏控制藻类生长的限制因素,造成藻类更加快速繁殖,光合作用产生更多的溶氧,从而导致溶氧过饱和,为气泡病的可能诞生奠定环境因素。

②尾鳍生长异常;

所以,鱼养得密度过大,不仅会造成水中缺氧,也会造成水中高氨氮物质而使鱼无法忍受。

5)阴雨天突然转晴。雨后天晴,一方面水温升高,二是藻类光合作用增强,溶氧容易过饱和,容易导致养殖动物出现气泡病。

③眼球病变;

6)晴天中下午。藻类光合产氧一般在晴天中下午导致水体溶氧过高,另外就是水温积温中下午容易上升,导致气体溶解度减少,二方面原因导致水体、鱼体中的气体过饱和,从而产生游离气体析出,产生气泡病。

④贫血;

7)直接加井水的池塘易发气泡病。地下水温度相对恒定,气体溶解度也相对恒定,有机质含量极少,不经曝气,直接加入水温较高的池塘,抽出减压与池塘水温较高,双重原因容易导致气体溶解度降低,饱和度降低,气体游离析出导致气泡病发生。

⑤鱼鳍溃蚀;

笔者根据业内发表的案例分析气泡病分布,总结流行规律,唤起养殖从业者及业内同行重视,共同探讨为将来共同研究气泡病流行病学规律并提出预防、控制养殖池塘气泡病的方法与对策措施。

⑥体表出血;

■ 月份气泡病

⑦肝脏病变;

■ 成鱼与幼鱼气泡病占比

⑧鳃病变。

■ 气泡病与生产操作及时间

饲料是水产养殖过程中最大宗的投入品,因此饲料的选择与管理是养殖成败的关键因素之一。但是,水产饲料中也存在着一些与营养无关的,但又严重影响水产养殖的问题,它都与养殖动物病害的发生有直接或间接的联系。

水产养殖动物发生气泡病的共同特点有以下几个方面:

1、饲料中蛋白质的质与量

1)有鳞鱼易在尾鳍、臀鳍、背鳍、胸鳍及头部皮肤等处出现肉眼可见的、密集皮下气泡,水中观察为白尾,眼球或一侧眼球突出、眼睑有出血点,腹部或肌肉下易形成气体充斥的隆起,鳃丝边缘充血发红,镜检鳃丝内部有“段状气柱”,内部鱼鳔充气膨大,症状严重者鱼鳔外壁形成气泡,肠道充气,肝胰腺体外有出血点,内脏血管充血发红。

国外许多先进国家对饲料蛋白的规定是上限,而我国却是下限,造成多数养殖户认为蛋白越高越好。许多饲料厂为了满足法规的要求和市场不正当竞争,将饲料蛋白越做越高,其次,为了降低饲料成本,在满足动物的基础需求之外,用各种次蛋白、废蛋白、甚至假蛋白去满足法规及养殖户的需要。

2)无鳞鱼全身各处均可产生气泡,多集中尾部、鱼鳍、腹部、背部、头部,内脏气泡病表现与有鳞鱼相同,容易坏死感染细菌侵染,鳃丝同有鳞鱼。

水产动物对饲料中蛋白质的消化吸收率随着蛋白质质量的提高而提高,但随着蛋白质数量的提高而降低。蛋白质虚高造成养殖水体大量的氮污染,而高氨氮、高亚硝酸氮是阻碍水产养殖容量提高,导致病害多发的重要因素。

3)虾蟹类在附肢、尾扇、壳下肌间节出可见气泡或白浊,体表发红,鳃丝发涨发白,零散,烂眼。4)、鱼类晴天下午或雨后天晴易发生在水面跳跃或打转,鱼苗集群或游边,更甚者多数直接“翻白”。

2、饲料中的有毒物质

三、被严重低估了的气泡病危害与影响

鱼粉资源的缺乏,使得水产饲料中植物原料的使用量不断增加,导致水产饲料中的有毒物质污染的风险也越来越高。饲料中的有毒物质有两类:霉菌毒素和抗营养因子。近年来,水产动物肝胆综合征表现日益突出,与饲料中的有毒物质在肝脏中积累造成慢性中毒有密切关系。

一般来说,气泡病分为急性气泡病或慢性气泡病,又可分为氮气气泡病或氧气气泡病。急性气泡病严重者短时间内可直接致死,是因为空气栓塞堵塞要害部位,比如心脏、大动脉、大静脉或脑血管等部位,堵塞局部组织血液循环或缺氧坏死,导致重要机能缺失,气栓无法在短时带出体外而“翻白”,此时容易观察到鱼体跳跃、打转挣扎、游边或集群,或者尾巴发白、身上有亮点,捞出可见身上有鳍条皮下气泡、眼球突出,鳃丝肿胀,鱼鳔饱满且鳔壁膜下气泡,其他内脏血管血丝明显,即可判定为急性气泡病;发生慢性气泡病的水产养殖动物身上,发生部位、程度不危及生命,但会对局部组织造成破坏、损伤,例如头部、鱼鳍、眼睛或者内脏的毛细血管等处造成短时间的堵塞,局部组织细胞缺氧凋零,但不危及整个器官功能缺失,随时间推移,身体的气栓重新溶解血液被带出体外,只是被气泡栓塞的地方留下死亡的细胞或组织,机体需要做清理吞噬转移或重建工作,凋亡的区域过大无法转移出去,会被压缩形成空泡区域,或者被腐生细菌或致病菌感染分解扩散,形成看到的“烂鳃、烂尾、烂身、烂头、烂皮、打印病等”。

1) 霉菌毒素

所谓的气泡病“后遗症”,往往是指多次的、隐秘的、亚致死的伤害,造成机体部分机能缺失较多,再混合各种寄生虫、细菌、病毒等感染,叠加形成“伤痕累累、内忧外患”的症状,最终导致水产动物体死亡。多次的、亚致死气泡病作为水产动物群体物理创伤的“第一闯入破坏者”角色出现,搞完“破坏”旋即“离开”,就像龙卷风或台风的作用,尤其体表受伤暴露,后续才是腐生细菌、霉菌等继发式入侵,导致溃疡面扩散,大量繁殖并产生毒素等,进一步削弱、消耗机体的“防御机能”,细菌的扩散转移带来全身性“症状”,在微生物“大军”面前,水产动物病症发展凶多吉少。

霉菌毒素是一种存在饲料和原料中的抗营养因子,是毒素很强的霉菌次生代谢产物。在饲料的加工、运输和贮存过程中都会产生霉菌毒素。常见的霉菌毒素有:黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏马毒素、玉米赤霉烯酮等。

尤其是慢性亚致死气泡病的发生,往往不易留下明显的“伤痕”,过后气栓又被带出体外或被吸收,导致“凶手”不易被“缉拿归案”,养殖从业者更是认为水质良好,没有死鱼,便认为一切都“很好”,当突然大规模发病,搞得莫名其妙,束手无策。细菌等病原也会在气泡病“后遗症部位”雪上加霜,稍微滞后的“同步”用力,多次的、隐秘的、亚致死的气泡病伤害,留下的是风雨飘摇、危如累卵、伤痕累累的水产动物,一旦爆发,犹如“病来如山倒”般的猛烈,造成很大的损失。

霉菌毒素对水产养殖品种影响的研究还很少,但已有的研究表明:霉菌毒素可导致不同鱼虾产生多种病症和生长性能等问题。如尽霉菌毒素对鲶鱼增重有显著影响;赭曲霉毒素中毒的虹鳟鱼病理症状包括肝细胞坏死、鱼体苍白、肾肿胀和病死率高等;伏马毒素B1对鲤鱼的肾和肝有不良影响。这些影响必然导致养殖水产动物健康受损,引起慢性中毒、造成免疫力低下,最终引起病害发生。

笔者注意到,氮气气泡病与氧气气泡病等,国内国外对患病水产动物的气泡病气栓气体组成研究资料极少,研究者从逻辑关系上判定存在氮气、氧气、甲烷等气泡病,符合逻辑的认为氧气气泡病占大多数,这是有待进一步研究的方向。

2) 抗营养素

笔者这所以提及气泡病极有可能是今年3-4月份草鱼怪病的诱因或前因,也是基于细菌、霉菌这些“凶手”基本都是腐生分解的种类,机体免疫力差,“御敌能力弱”就会导致细菌分解机体资源加速,大量繁殖,扩散形成全身性疾病,也就是我们看到的细菌性败血症,流行病学讲的就是易感群体遇上生物性致病源,假以时日,便会出现大规模感染死亡,同时由于群体免疫力或者防御能力很差,导致“病来如山倒”,平时对药物敏感的病原,也会失去治疗的能力,致使治疗效果很不理想。也就是说群体中的个体已达到弱不禁风、苟延残喘、奄奄一息的地步,纵然灵丹妙药,也难以让鱼起死回生,梅开二度了。

所谓抗营养素是指一系列具有干扰营养物质消化吸收的生物因子。抗营养因子存在于所有的植物性食物中,也就是说,所有的植物都含有抗营养因子,这是植物在进化过程中形成的自我保护的物质基础。抗营养因子有很多,已知道抗营养因子主要有蛋白酶抑制剂、植酸、凝集素、芥酸、棉酚、单宁酸、硫苷等。这些抗营养因子会造成动物消化不良、中毒、甚至死亡。

在鱼类病原学、治疗学中,过于重视病原的研究也会导致预防与治疗方向的“迷失”,通常认为“一原一病或多原一病”,没有病原微生物,动物就不会患病,或者消灭病原了,疾病就会自然消失,并着力“研发或筛选”对应的药物对付微生物,源头上消灭,便不会产生感染问题了。笔者认为这是极有问题的,原因是我们看到很多病原分离研究从濒死的水产动物分离的“致病菌”误做“元凶”,做回归实验时却往往失败的太多,因为脱离了原来的环境、体质状态,从而导致回归感染的失败。疾病的发生像极了“苍蝇不叮无缝的蛋”的关系,环境胁迫导致应激免疫下降、中毒或机体损伤,而后才是“元凶”微生物的继发感染或者混合感染进一步加重机体的损伤,最终导致无可挽回的地步。

在自然界,包括水生动物在内的所有动物对植物抗营养素能够通过自身敏锐的嗅觉和味觉而回避,随着鱼粉资源的紧缺,大多数水产饲料中应用的植物性饲料原料越来越多,尤其是一些蛋白源,如豆粕、菜粕、棉粕等,但这些饲料原料中的抗营养因子并没有预先处理。水产动物虽然能够本能地拒食,但饲料配方中采用呈味剂———香味剂、甜味剂等诱食剂,掩盖了植物饲料原料中的抗营养因子,使动物不能靠本能去识别饲料中抗营养因子的存在而摄食,从而造成养殖鱼类抗营养因子的“慢性中毒”,降低了免疫力,甚至肝功能障碍而引起发病。

四、3-4月份草鱼“怪病”或“鱼瘟”分析

二、底泥与病害的关系

阐明了气泡病流行病学规律及危害的潜在后续影响,再来分析一下今年3-4月的草鱼死亡原因。

池塘底泥是池塘底部土壤、沉淀物或淤泥的统称。池塘底泥是池塘生态系统的重要组成部分。池塘底部的土壤是许多积累在池塘生态系统中的物质仓库,发生在池塘底部土壤表层的化学、生物学过程影响水质和养殖产量,池塘底质对池塘水质有决定性影响。

首先当时的水温在4-20℃,处于冷热不稳定,南风与北风处于交替状态,南风越来越多,北风越
来越少的大趋势,同时阴雨天与晴天交替,阴雨天温度较低,水中气体溶解度较大,晴天温度上升较快,气体溶解度迅速降低,温差客观上是发生气泡病的“好时机”;

1、池塘土壤的特性

二是水深一般多在1.5米左右,养殖从业者天然认为水浅容易晒透,水温上升快些,肥水也容易进行,自然泼撒肥水产品作用下,小型藻类萌发繁殖更旺,光合作用产氧迅速,表层水体在晴天中下午容易过饱和,pH晴天下午也较高,阴雨天或多云的天气,pH重新恢复正常,笔者测量几个越冬发病的成鱼池塘,晴天下午池水pH值可达9.2,阴天降温恢复8.4-8.6的正常水平。

池塘土壤的构成非常复杂,可以说没有两口池塘的土壤完全一致,即使在同一口池塘,不同位置的土壤组成也有所不同。

三是这段时间,温度上升,寄生虫容易滋生,防虫消毒的工作几
乎年年这个时间段使用,几乎形成习惯,也为气泡病较易发生埋下隐患。

1)多样性

四是3-4月,温度虽然上升,但是鱼类代谢活动依然不大,需氧量很少,养殖从业者几乎不开增氧机,甚至很多发病池塘还没安装增氧机,一再晴天表层溶氧一再过饱和,反复气泡病,老伤未好,又添新伤,再加上捕捞并池操作,刮伤鱼体,消毒不及时,容易导致霉菌、细菌感染,在此过程中,笔者以为,不按增氧机或者晴天中下午不开机曝气罹患气泡病是主要方面,刮鱼并池是次要方面,正常来讲刮鱼不会使那么大量的鱼受伤感染,另外未刮鱼的池塘发病原因在哪?笔者以为是多次的亚致死气泡病导致鱼体内外“物理机械创伤”继而霉菌、细菌继发感染所致。

构成池塘土壤的主要成分是矿物和有机物质。决定土壤质地的因素是土壤中矿物粒子的大小和比例。从土壤分类上讲,土壤矿物粒子分为粘粒、粉粒、沙粒和沙砾。土壤质地是根据土壤中粘粒、粉粒和沙粒的比例来确定的。一般而言,池塘底部中间比靠近岸边土壤质地来得细,有机物质含量也比较高。

五是人为胡乱用药导致更大量死鱼,发现烂鳃就用硫醚沙星产品,发现水霉就用水杨酸产品,殊不知,这些“症状”都是气泡病“后遗症”继发感染而来,未搞清死鱼的来龙去脉,主因是什么,看到什么“症状”就用什么药品,结果导致火上浇油,“药害”加速刺激更多鱼群赶赴“黄泉路”,导致更大的损失。

2)还原性

六是鱼价低迷导致养殖从业者对鱼“照顾”不是很上心,去年一整年草鱼价格低迷,导致养户养殖积极性降低,投入减少,认为可能投入越多,损失越大,增氧曝气、动保产品能省则省,等病“养”大发了,不得已再投入,殊知病来如山倒,难以控制。

池塘底泥由于承接了大量来自水体的有机物质,对氧的消耗很大,而养殖水体中的溶解氧又难以到达池塘底部,少量达到池塘底部的溶解氧也难以扩散的底泥内部。因此,池塘底泥在养殖一段时间后,基本上呈还原性。土壤还原性越高,产毒的能力越强,生产力、缓冲能力也越低。

笔者仍需指出,今年3-4月“怪病”与所谓“鱼瘟”较往年突出是表观感受。根据历年这个时间段,华中存鱼老塘或多多少少均发生烂鳃、水霉等疫情,只是2018年至2019年4上旬鱼价较往年偏低,普遍导致多数养殖从业者惜售,存量老塘从数量上大大多于往年,发病数量也高于往年,表面看起来,无论发病区域、数量,还是疫情严重程度都大大超越往年,感觉今年疫情似乎尤为严重突出。

2、底泥与病害的关系

五、3月-4月疫情防治对策

底泥是池塘生态系统的重要组成部分,与池塘生产力关系密切。底泥的性质及管理与养殖病害有着千丝万缕的关系。

根据气泡病流行病学规律,笔者在此提出一个防治新观念,防治3-4月疫情需要重点防治气泡病,针对气泡病诱因着重用力,相信会对草鱼疫情有很好预防作用。

1)底泥成分与病害的关系

根据农历立春之后气温水温“波浪式”上升,需要做好几方面工作:

①有机物质含量

1)立春后即全面安装增氧机,晴天中下午一定需要开启曝气2-3个小时,预防表层溶氧或溶氮过饱和。

池塘底泥中含有一些难以分解的有机物质,主要为腐殖质。这些腐殖质是底泥中各种营养元素的络合体,对池塘肥力起着缓冲作用,也决定着池塘水体的“肥力”。底泥中理想的有机物质含量为1.5%~2.5%,低则池塘偏瘦,不利于浮游植物的生长,高则大量消耗池塘底泥中的溶解氧,引起底泥快速进行还原反应。池塘底泥中有机物质过高或偏低都影响养殖水质的稳定性,从而引起养殖动物病害。

2)越冬后,需要重新加深水位,最好在2米左右,水位越深,鱼类活动空间越大,水体受外界影响越小,环境相对更稳定。

②钙含量

3)根据水质情况,杜绝盲目肥水,水温达到15℃左右时,需要补充EM菌或乳酸菌,存鱼池塘立春后经常氧化改底,一可氧化减少底层有机质、虫卵、细菌数量,减少繁殖数量,二可封底,对底部的甲烷、虫卵、细菌建立屏障,减少出来危害鱼群几率。

池塘底泥中可溶性钙含量影响池塘水体的硬度和碱度。理想的钙含量应该在200~300
毫克/升。钙浓度偏低的池塘光合作用效率低,池塘pH昼夜变化大,溶解氧低、氨氮高,容易引发养殖动物病害。

4)尽量减少杀虫工作,可以重复使用3中的氧化改底操作取代杀虫工作。

③pH 值

气泡病提出至今,已有110多年的历史了,虽然中国蓬勃发展的水产事业促成了对气泡病及潜在危害认识不断加深,但流行病学规律以及防治对策依然有待深入研究,本文希冀唤醒更多的同行与养殖从业者加入气泡病的讨论当中,为养殖的顺利进行、病害防治提供切实可行的方法与措施,从而造福我国的水产养殖业。

理想的池塘底泥pH 值应该在7.5~8.5
之间。含硫量高的池塘底泥引起池塘水体偏酸而含盐碱的池塘底泥引起池塘水体偏碱,池塘水体偏酸或偏碱都直接在生理上影响养殖动物的健康、影响池塘的天然生产力,引发养殖动物病害。

(图文 :当代水产 作者:冯振飞)

④氧化还原电位

自然界的所有生物都是通过氧化还原反应获得生存能量的,因此,环境的氧化还原电位决定了物种的组成。所有养殖动物都属于有氧呼吸动物,因此,氧化还原电位过高或过低对养殖动物都有一定有害的影响。池塘水环境以氧化态为主,在某些局部微环境存在着还原条件,如生物膜、菌胶团的内部、池塘底泥表层以下。不同的氧化还原电位环境分布着相应的微生物种群,如好氧细菌分布在电位比较高的有氧环境而厌氧微生物分布于电位比较低的无氧环境。许多无氧环境的微生物的代谢产物有毒,如硫酸还原菌的代谢产物——硫化氢。

2) 底泥管理与病害的关系

底泥在养殖期间由于饲料的投入、养殖动物的活动和有机物质的积累以及泥水之间的物质交换而发生一系列复杂的生物化学变化,这些变化反过来影响池塘水质。

①干塘期间的底泥管理

养殖期间随着时间的延长,有机物质厌氧分解过程中产生的大量氢离子和电子滞留在池塘底泥中,使池塘底泥中的氧化态矿物变为还原态,pH
值和氧化还原电位越来越低。

传统的方法是通过干塘、暴晒,让底泥中存储电子的还原态矿物被空气中的氧气氧化而恢复;同时采用生石灰中和底泥中的氢离子,以恢复池塘底泥在下一批次的养殖过程中对电子和氢离子的缓冲能力。同时,积累于底泥中的大量容易分解的有机物质在好氧微生物的作用下快速分解,降低底泥在养殖期间对溶解氧的消耗。

高密度、高产池塘在干塘期间的池塘底泥应该移走部分,留下15~20厘米,作为下一批养殖的缓冲系统。为了彻底氧化底泥,传统干燥到龟裂的方式已经不能满足目前高投入养殖带来的有机污染,必须进行翻耕、破碎,使底泥尽量与空气接触,促进矿物的氧化和微生物对有机物质的好氧分解。

②养殖期间的底泥管理

底泥与水体之间的物质交换,尤其是溶解氧的供应以及沉积于底泥中被微生物矿化的微量元素的释放是维持底泥良好状态和水质稳定的关键。由于养殖密度增加,沉淀到池塘底部的有机物质也迅速增加,因此随着底泥溶解氧的消耗,底泥中氧化态矿物质的还原速度也不断提升。因此,如果不进行合理养护管理,容易产生大量有毒有害物质进入养殖水体而引起养殖动物发生病害。

底泥在养殖期间的管理主要是使沉淀的物质“再悬浮”。在再悬浮的过程中与水体中的溶解氧接触发生氧化反应。

池塘底泥的再悬浮方法主要是通过搅动来实现的。一种是通过底栖动物本身进行生物搅动,如在养殖中合理混养;另一种方法是人工搅动,即采用一定的物理方法使底泥再悬浮。如用纲绳或铁链刮动底泥,可以达到很好的效果。底泥刮动要注意底泥的现状和气候。一般来说,长期没动过的池塘,不能一次性进行全塘搅动,最好是分三到四次搅动,其次是应该在天气良好、溶解氧高的时候进行。一般情况下十天到半个月搅动一次比较理想。

3 水质与病害的关系

俗话说“养鱼先养水”。水是养殖动物的生存环境,因此,如何将池塘水质控制在满足养殖动物生存、生长的条件是养水的关键,其次,池塘也是一个生产、净化场所,必须满足环境生物生存、生长的要求。因此,池塘水体生态系统的生产力必须与养殖容量相匹配,否则环境就会恶化,引起病害发生。低产模式下,养水就是养藻类,高产模式下,养水就是养细菌。所以,除了保证溶解氧、合适的温度、pH
值、一定的浮游生物量外,养水的关键是氨氮的控制。

1)硬度、碱度与天然池塘生产力

无论陆生环境还是水生环境,天然生产力都来自光合作用。光合作用效能也反应了池塘水质状态。藻类进行光合作用、生长繁殖,除了需要一定比例的氮、磷、钾等元素和微量元素之外,其主要原料是二氧化碳。而二氧化碳属于难溶气体,池塘中要获得高效的天然生产力取决于光合作用过程中持续不断的二氧化碳供应能力,池塘水体中的二氧化碳库是碳酸氢钙[Ca(HCO3)2→O2+Ca2++CO32-+H2O],因此,池塘的天然生产力取决于池塘水体的硬度和碱度。

①光合作用与池塘承载能力

单位面积的池塘能养多少水生动物(即池塘的承载能力)取决于池塘水环境对这些动物的排泄物的处理能力,其中主要是氨氮的处理能力。对于池塘养殖来说,通过光合作用吸收氨氮是一个非常重要的途径:

16NH4++92CO2+92H2O+14HCO3-+H3PO →C106H263O110N16P +106O2

很显然,光合作用制造氧气、吸收氨氮,同时产生天然饲料。在饲料污染率、生物种类确定的情况下,池塘的承载能力与光合作用效率成正比。

②碱度与光氧化

在光合作用过程中,叶绿素捕捉光能,并利用光能将水分解,产生溶解氧,同时,经过一系列酶系,产生能量和还原力。藻类用这些能量和还原力在卡尔文循环中,固定二氧化碳,形成有机碳,用于藻类体内合成各种细胞物质,如糖、纤维、蛋白、维生素、酶等。如果池塘碱度低,当光照强烈、藻类密度高,水体静止的时候,由于二氧化碳供应短缺,氧就会替代二氧化碳与卡尔文循环中的二磷酸核酮糖羧化/
加氧酶结合,发生光氧化,在光氧化过程中会产生大量的过氧化氢。当过氧化氢积累到一定程度,藻类就会受到伤害而老化死亡———俗称“倒藻”。引起池塘藻相快速变化,进而引起水质恶化。

(硫代硫酸钠)

如果倒藻时水体中含有比较高水平的硝酸,藻类死亡时释放的硝酸还原酶会将水体中的硝酸还原成亚硝酸,引起池塘水体中亚硝酸快速上升,严重时会引起养殖动物亚硝酸中毒。维生素C是藻类将过氧化氢还原成水和氧气的主要成分,因此,使用维生素C
可以缓解光氧化,保护藻类,防止倒藻。当由于倒藻造成大量硝酸还原酶释放到水体中而引起亚硝酸快速上升时,采用硝酸还原酶抑制剂———硫代硫酸钠可以降低亚硝酸盐浓度。

③硬度、碱度与pH 值昼夜变化

在光合作用过程中,Ca2
→CO2+Ca2++CO32-+H2O。如果池塘水体中硬度和碱度高,则Ca2++CO32-→CaCO3
沉淀。如果硬度和碱度低,则Ca2+和CO32-游离于水中,由于硬度、碱度低的水体CO2
不足,水体中的CO32-会发生如下反应:CO32-+H+→HCO3-
,HCO3-+H+→CO2+H2O由于H+ 被吸收,则水体的pH
值快速升高。因此,硬度、碱度低比硬度、碱度高的池塘水体pH
值的昼夜变化大。

一般情况下,在碱度、硬度低的池塘水体中,二氧化碳供应不足,光合作用效率低,氨氮往往偏高。高氨氮再加上高pH
值,犹如雪上加霜,容易造成养殖动物氨中毒。

2)碳氮平衡

限制池塘养殖密度的关键因素是养殖动物的代谢终产物——氨氮,处理池塘中氨氮的两种主要方法是,要么被同化为蛋白质,然后通过食物链转化为养殖动物蛋白质;要么通过生物脱氮变成氮气离开池塘。随着养殖密度的不断提高,光合作用已经不能完全同化所产生的氨氮。而高密度养殖的池塘必须大量增氧,高浓度氧的存在限制了池塘中的生物脱氮。因此,高密度养殖的池塘中氨氮过剩是常见主要的水质问题。其本质问题就是氮过剩、碳不足,即碳氮失衡。

①池塘中氮的输入与碳的输入

池塘中氮的输入有两种来源,并分为两个阶段,第一个阶段是池塘回水后,为了迅速培养藻类而施用的氮肥,包括有机氮和无机氮。第二阶段的氮输入主要是来自养殖鱼类对饲料蛋白的代谢。

池塘中碳的输入也分为两个来源,一个是光合作用固定的二氧化碳,也是最大宗的碳输入,另一个是饲料中所含的有机碳。饲料中氮的输入随着养殖动物的生长,生物量的增加而增加,是相对稳定增长的。池塘中最大宗的碳输入——光合作用是不稳定的。随着天气变化、气温、藻相及其密度以及池塘的肥力,尤其是二氧化碳供应等因素而变化。因此,相对于氮的输入而言,碳输入是不稳定的。碳能不足造成池塘水体中的生物种群饥荒,从而引发各种各样的细菌病和寄生虫病。

在高产养殖模式下,光合作用只能同化一部分氨氮,剩余的氨氮在池塘中积累,当氨氮过高时,养殖者往往采用换水的方法将过剩的氨氮排放出养殖环境,大量换水的结果导致池塘中生长缓慢的脱氮细菌难以形成所需要的种群生物量,反过来不仅造成生物脱氮生态难以建立,而且造成池塘中生态系统结构简化,生态系统脆弱,水质难以持续稳定。

②“人工”生产力

如前所述,池塘的承载能力由生产力决定,而所谓生产力,是有机碳和氧的输入。

天然生产力——光合作用输入的本质是CH2O+O2,如果天然生产力不足,人工直接输入CH2O+O2,即“人工”生产力。

因此,对于高密度养殖来说,池塘中所产生的氨氮可通过天然生产力加人工生产力来解决:

天然生产力:16NH4++92CO2+92H2O +14HCO3-+H3PO4→C106H263O110N16P +106O2

人工生产力:NH4++7.08CH2O +HCO3-+2.06O2→C5H7O2N+6.06H2O+3.07CO2

天然生产力是利用光合作用将氨氮转化为藻体蛋白:C106H263O110N16P;人工生产力是通过人工输入碳水化合物和氧气将氨氮转化为菌体蛋白:C5H7O2N。

只要总生产力与氨氮负荷相适应,就可以维持池塘的正常生态系统,保持良好的水环境,避免养殖动物病害的发生。因此,只要在早上太阳出来之前检测池塘中的氨氮浓度,按人工生产力方程的平衡量补充碳水化合物和氧气,即可达到生态平衡。

(致谢作者:林文辉,黄志斌,林明辉 王亚军 巩华 配图:”水花鱼”公众号)

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