池塘养殖鱼类对溶氧的需求及增氧技术

马维东

（松原市水产技术推广站，吉林 松原 138000）

在水产养殖过程中，水体溶解氧是影响水质和生态环境质量的重要因素之一。为满足鱼群生长需要，提高鱼体健康水平，需有效管理池塘内的水环境。常用的增氧方法有曝气和投加氧气等方式，这些方法存在耗能高和效率低等缺点。国内外学者通过试验、现场观测及模拟实验，提出了多种新型增氧方法。例如生物法是一种能够快速增加水中溶解氧浓度并改善水质的方法；化学氧化法主要依靠硝酸还原酶将NO-

2转化成N2O，从而使得亚硝酸盐被氧化成NO3-N，进而促进氨氮的去除；人工模拟法可以在不改变池塘原有自然生态结构的前提下，利用生物或化学反应来调节水体中溶解氧，从而达到降低水体富营养化程度的目的，具有较好的应用效果。文章以池塘内常见鱼类（罗非鱼）为例，探讨了不同种类和不同密度的增氧剂在池塘厌氧条件下的作用机制及机理。

1 池塘养殖鱼类对溶氧的需求

在中国北方地区气候寒冷干燥、降水量少，水体中溶解性有机质含量较低。当水中溶解性有机质浓度低于10 mg/L时，鱼会出现缺氧症状，当溶解性无机碳超过20 mg/L时,鱼群会发生死亡现象。为解决这一问题，研究出了许多方法来改善水质，如人工投加营养盐或添加抗氧化剂、增加光照和温度等，虽然一定程度上提高水体透明度，但不能从根本上改变水体环境。常用于处理废水的生物降解酶有很多种类，包括过氧化氢酶、亚硝酸盐还原酶、氨氮氧化酶及一些金属离子氧化酶等，其中最为常见的是过氧化物酶，可将氧气直接氧化成二氧化碳和水。在池塘中投加适量的厌氧菌后，可使得池塘内的溶解氧水平得到显著提升。厌氧菌本身具有较强的分解代谢功能，其会消耗大量氧气以维持自身正常的新陈代谢活动，致整个系统的运行受到严重影响。文章针对如何通过投加微生物来改善池塘养殖过程中的缺氧状况展开了相关研究工作，首先，需要对池塘养殖鱼类所需的氧气浓度进行测定与计算；其次，根据实验结果制订出相应的控制方案；最后，再结合实际情况对池塘养殖过程中可能存在的问题进行分析，最终提出一系列解决方案。

1.1 材料与方法

本研究用水为人工配制的自来水。在每个处理组中分别设置了5 种不同浓度（0、10%和30%）的氨氮水溶液，其中对照组中不添加任何物质。在试验过程中，每天定时向各处理区投加氨水，使其达到一定的溶解度后再进行下一步反应；同时，定期监测水质指标并记录变化情况，以便及时调整处理工艺参数，确保氨水能够满足实际生产要求。具体步骤如下：①将准备好的鱼苗置于盛有20 m3蒸馏水的容器中，用纱布包裹住鱼体头部，防止鱼体被氨水污染，静置24 h 以上，期间保证温度始终保持在25℃左右，取出鱼体并清洗干净，接着将其放置于装有氨气的烧杯中，缓慢注入氨水至鱼体表面积约为0.5 cm2；②当鱼体表面已经完全湿润时，开始计时并持续一段时间直至不再产生气泡、有明显的呼吸和翻腾现象发生，即可认为此时鱼体内的氧气含量达到最大值，此后继续维持该水温不变，直到鱼死亡或无法耐受而终止实验。

1.2 数据处理

分析数据知，在不同时间点溶氧量均呈现先上升后下降趋势。其中，3 月下旬—6 月上旬为溶解氧含量最高峰值；7月中下旬—8月底为溶解氧含量最低值。这主要是由于此时水温较低且光照充足，有利于鱼体生长和代谢活动所致。随着放养时间延长（0 d 和12 d），各处理组鱼体长高密度逐渐降低，这说明适当增加放养时间可提高鱼体内溶氧量。

1.3 溶氧对鱼类生长的影响

鱼的生理特性和环境条件不同，会使得水体溶解氧浓度发生变化。随着水温升高，溶解氧含量逐渐降低；而当温度达到15℃以上时，又开始增加。鱼类的活动能力越强，其代谢产生的有机物质越多，导致水体中溶氧量随之上升。随着水温的升高、光照强度增强及营养物质供应充足等因素的作用下，鱼类的体长不断增长，造成鱼类体内溶氧量的变化。要提高池塘中鱼的成活率，须保证适宜的水温与光照，要注意维持好水中溶氧量的平衡状态。但某些鱼类具有较高的性成熟年龄（如罗非鱼），所以在一定范围内可以通过调节水温来控制氧消耗率，减少氧消耗率过高带来的不利因素[1]。

1.4 结果

在不同水体中溶氧含量随时间变化看出[2]，在0~12 时内，溶解氧浓度呈上升趋势（P 值均<0.000）。因为在该时段,鱼体新陈代谢旺盛导致大量自由水被消耗；在12~24 时鱼体会逐渐适应环境并开始进行呼吸作用[3]，溶氧量有所增加。池塘环境相对封闭和较低的氧气含量会使得鱼体出现缺氧现象，影响其生长发育甚至死亡。为保证鱼正常生长及其经济效益，可减少或停止投喂高浓度的饲料。水温升高至15℃后，鱼体表面温度迅速下降，是溶氧量却没有显著改变，这是由于鱼体自身代谢速率与外界环境有关。此外，鱼体的活动能力也受到了限制。当水温达到25℃左右时溶氧量才明显增加（P<0.05）[4]。

2 增氧对池塘溶氧水平的影响

2.1 溶氧的定义

在水生生态系统中，生物体内溶解氧主要来自于光合作用和呼吸作用。其中，光合作用产生的氧气是维持水环境稳定的关键因素之一；而光合作用所释放出的水则可通过微生物作用被消耗，从而使得水中溶解氧含量保持稳定。因此，为了保证池塘水质安全、满足鱼类生长需要、提高经济效益等要求[5]，要合理控制好溶氧水平。根据上述分析，提出了一种利用底泥作为厌氧消化基质来降低池塘溶氧水平的方法，将池塘底泥用于培养浮游植物，并且定期补充营养物质以促进藻类繁殖，以此来增加底部土壤中的氧气浓度[6]。

2.2 增氧的定义

将增氧定义为通过增加溶解氧来改善水质的方法。当溶氧浓度达到一定值时，可认为有利于鱼类生长繁殖的状态。因此，本研究主要讨论增氧对鲢鱼和草鱼等鱼种生长性能（如体长增长率等指标的影响）以及肌肉品质的影响，由于鲢鱼与草鱼都是以浮游植物为食，所以其增氧处理后，可使得水体内溶解氧含量显著上升。随着增氧时间延长，2 种鱼体长均呈现出先下降再升高的趋势，这说明增氧可有效促进鲢鱼和草鱼的生长，但两者存在差异性[7]。增氧后鲢鱼的体长增长率最大可达42.3%，而草鱼的体长增长率仅为19.4%。

2.3 材料与方法

2.3.1 试验材料

试验用鱼购于广东省广州市番禺区大岗镇沙头水道，规格为6~8目，体质量约200 g，购买后立即运回进行预处理；鲢鱼购于广东省深圳市盐田港某水产批发商店，主要试剂均由国药集团化学试剂有限公司提供[7]。

2.3.2 增氧装置及其配套设备

采用深圳新苗科技有限公司制造的YL-2000 型空气压缩机制取空气；采用广东环宇气体股份有限公司制造的GZX-50B真空泵供气；采用深圳市三恩时达环保科技有限公司生产的HH-4A 型数显式电动搅拌器制取溶液；采用上海博迅实业发展公司制造的SJS-100A 智能控温电热鼓风干燥箱和SF-IIB 型精密电子天平，以及上海博讯实业有限公司生产的DHG-9140A型电热恒温鼓风烘箱等。

3 增氧对池塘溶氧系数的影响

3.1 溶解氧与水产养殖

在水体中溶解氧主要以氢和二氧化碳形式存在，由于水中溶解氧含量较低（低于0.1%），将溶解氧定义为生物生存所需最低浓度。根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）规定的标准值，当溶解氧≤1.0%时，认为鱼已经死亡或濒临灭绝；当溶解氧>1.0%时，说明有鱼活动且能够维持一定的生长速度。已有学者提出了一些建议，①提高溶解氧水平有助于促进鱼类的繁殖，提高经济价值；②如果溶解氧过低，可能会导致鱼类缺氧致死；③随着溶解氧的升高，底栖生物的呼吸作用增强，导致更高的氨氮排放量。在保证鱼类正常生长的前提条件下尽量减少溶解氧的释放是非常必要的。在整个试验期间，各样品组中溶解氧含量均呈现逐渐上升的趋势，其中对照组溶解氧含量始终低于实验样，表明该条件下池塘内溶氧处于较低水平。当水温降至20℃时，实验组和空白组在0~10 min 内、30 min 后及60 min 后溶解氧含量分别达到最大值（66.43±0.41 mmol/L）、最小值（7.12±0.34 mmol/L）和平均值（8.02±0.29 mmol/L），都高于未处理组和对照组，达到最高溶解氧浓度（92.32%）；而对照组在0~40 min 内溶解氧含量一直保持着较高浓度水平，这说明其能够有效地将水中溶解氧转化成氧气供自身呼吸代谢使用。随着试验时间延长至120 min，试验组和空白对照组溶解氧含量又开始降低。

3.2 微孔增氧的理论依据

据上分析，在不考虑其他因素下，可得出如下结论：①随着水温升高和水体中溶解氧浓度增加，池塘内溶氧量也随之上升；②当水温达到一定程度后，继续提高水温会使鱼体内产生过饱和度区，导致溶氧量降低甚至停止生长繁殖。

4 结语

研究发现，随着时间推移，不同种类的鱼有其适应性。例如草鱼和鲤鱼等，能通过调节自身的生理机能适应环境条件变化；罗非鱼可通过增加氧气浓度提高产量，但存在一些问题需要进一步解决。第一，由于水体环境复杂多变且不可控因素较多，很难保证所有鱼类都具有良好的生存条件，如何实现对各种鱼类的有效管理是一个难题；第二，还没有成熟可靠的增氧方法,会限制鱼类的生长繁殖及维持正常生理代谢水平；第三，现有增氧装置只能针对特定物种进行试验，不能全面反映鱼类群体的真实状况；第四，有些鱼类（罗非鱼和鲈鱼）虽然体表附着物被去除，但鱼鳃内依然含有大量的溶解氧，这些物质极易造成缺氧现象发生。未来应该加强对该类鱼类的保护工作，以减少氧化应激反应及其他不良影响，为后续研究提供更加准确客观的数据支持。