一种水体长效增氧复合体及其功效研究

段元亮，林 珏，杜 军，罗 强，邓永强*

1.四川省农业科学院水产研究所，四川 成都 611731；2.成都牧科八维生物技术有限公司，四川 成都 610300

水体溶氧情况是水产养殖成功的关键[1]，也是衡量养殖环境的一个重要指标。水体中的溶氧主要来源于空气与水生植物的光合作用。自然情况下，水体中上层的溶氧量较高；中下层水体因光线不足，植物的光合作用较弱，溶氧来源基本靠高浓度区域扩散补充，这也导致水体中下层更有可能出现缺氧的情况。在水产养殖过程中，特别是高密度养殖情况下，残饵、排泄物的快速积累，会导致水体中的有机质大量积累，出现水体富营养化的情况。如果水体溶氧不足，养殖生物不仅会出现缺氧的情况，微生物的厌氧反应也无法分解过剩的营养物质，还可能会产生氨、亚硝酸盐等有害物质，这些物质在浓度较低会引起养殖生物的不良反应，浓度较高甚至会引起养殖生物中毒、死亡[2-3]。如果水体中溶氧充足，好氧型微生物可以将残饵、排泄物等有机质转换为无机物，将有毒害作用的硫化氢、亚硝酸盐等转化为无害物质[4]。在养殖池塘水体底部连续增氧可改善微生物环境，抑制有毒有害物质产生，缓解鱼类的缺氧问题，提高养殖效益[5-6]。当水体中的溶氧低于4～8 mg/L 时，养殖生物可能会减少摄食，出现浮头甚至死亡的情况[7]。

在水产养殖过程中，水体增氧是促进养殖活动获取成功的重要措施。目前，针对养殖水体增氧的设备和产品很多，只要开启或施用时间恰当，均能很好地预防养殖生物缺氧。但是，增氧设备和增氧剂的使用，还需要考虑水环境、气候环境的变化，也需要耗费大量人力成本、物力成本，并可能会因为突发情况或一些小疏忽造成养殖生物缺氧甚至死亡。增氧设备和增氧剂基本都只能在开启或施用时发挥作用，无法达到长期持续的效果，将池塘溶氧浓度稳定在一定范围比较困难。本文对一种用新型复合黏合剂将载体与功能性物质通过高压压制形成的方型复合体的长效增氧性能进行系统研究，以期为水产养殖活动预防鱼类缺氧提供基础数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

长效水体增氧复合体（12×12×14 cm3，4.00±0.05 kg），是一类用新型复合黏合剂将载体与功能性物质（过碳酸钠）通过高压压制形成的方型复合体。

1.2 试验方法

1.2.1 试验池塘情况

试验池塘为静水水体，尽可能排除由水体流动、增氧设备等引起的误差。

1.2.2 试验设计

以复合体为圆心，分别测定距离复合体0 cm、25 cm、50 cm 和100 cm 处的溶氧含量，首次溶氧测定时间为早上9：00；分析其增氧的横向扩散能力。以时间为基准，每天定时定点测量复合体附近的溶氧含量，全程持续14 d，首次溶氧测定时间为每日上午9：00。通过滴定法进行溶氧测定来评估其长期增氧能力。为确保试验数据的可靠性，所有测定均重复3 次。

1.3 数据处理

使用Excel 进行数据统计，并借助SPSS 19.0 进行单因素方差分析。结果以平均数±标准差的方式呈现，P＜0.05 表明差异显著。

2 试验结果

2.1 复合体在不同距离的增氧效果

用不同距离的溶氧监测结果绘制折线图，如图1 所示，显著性结果展示于表1 中。在方砖复合体方圆25 cm 内的静水水体中均具有较好的增氧效果，溶氧差异都达到了显著水平（P＜0.010）。在6～12 h，50 cm 以外的距离中，溶氧差异未达到显著水平（P＞0.010）。在48 h 后，50 cm 之外区域中的溶氧增量相对较少，与0 h 的溶氧差异不大。以50 cm 和100 cm 处的溶氧平均值作为衡量标准，在1 h 时，复合体周围25 cm 范围内的溶氧量增加了9.01%～13.59%；在6 h 时，增加了2.73%～5.68%；在12 h时，增加了14.89%～29.05%；在24 h 时，增加了2.87%～7.99%；在48 h 时，增加了12.25%～18.78%；在72 h 时，增加了11.46%～11.50%。

表1 复合体周围不同距离的溶氧变化（/mg·L-1）

图1 复合体周围不同距离的溶氧变化

2.2 复合体的持续增氧能力

用不同时间的溶氧监测结果绘制折线图，如图2 所示。除了2023.9.22 和2023.9.24 两日的监测结果未达到显著水平（P=0.282～0.442），其余时间复合体附近溶氧的检测结果均显著高于对照区域（P=0.000～0.018）。在持续监测的14 d 中，相较对照组而言，仅有1 d 的溶氧增量小于3%，8 d 的溶氧增量大于5%，甚至有2 d 溶氧增量达到了12.43%～16.69%。

图2 复合体持续增氧能力监测

3 讨论与分析

养殖水体如何长效增氧是学者和广大养殖户长期关注的问题。迄今为止，未发现超过10 d 的长效增氧产品及相关研究。目前，大部分增氧产品都只能发挥短效增氧效果。本文通过研究一种用新型复合粘合剂将载体与功能性物质（过碳酸钠）高压压制形成的方型复合体的增氧性能，发现该复合体中的功能性物质均匀分布于复合体中，通过水的侵袭能力将功能性物质层层剥离，发挥持续性增氧作用。在本研究中，即使是静水水体，复合体也能很好地保证自身方圆25 cm 内的溶氧达到较高水平，溶氧增加量最大可以达到14.89%～29.05%，即使在第3 天，溶氧的增加量也可以达到11.50%左右。再配合微流水措施，就可利用极低的成本投入来预防养殖池塘发生缺氧的情况。

在马丞鸿[8]的研究中，市售碳酸钠在蒸馏水中经28 h，水体溶氧在达到最大值16.37 mg/L 后，就会急剧下降至与空白组相近，约8.5 mg/L；缓释增氧剂的增氧速度较慢，8 h 后，水体溶氧达到最大值12.69 mg/L，在92 h 内，可以有效缓释增氧，增氧时间是市售常规增氧剂的9.2 倍。本研究中，新型长效水体增氧复合体的增氧能力达到了几何倍数的增强，在研究进行14 d 后，试验组的溶氧含量显著高于对照组，且基本都高于7.5 mg/L，最大增氧量可达到16.69%，可以充分保证水生生物的正常生长。在马丞鸿的研究中，市售过碳酸钠在池塘水中，经10 h，水体溶氧达到最大值16.63 mg/L 后，就会急剧下降至与空白组溶解氧7.68 mg/L 的溶氧量相近。本研究中的功能性物质虽然也是过碳酸钠，但在经过特殊工艺处理后，就能达到长效增氧的目的，可在生产实践中发挥重要作用。

综上，本研究首次探明了新型长效水体增氧复合体的增氧效能，该复合体填补了水体长效增氧领域的空白，为水体增氧剂的更新换代以及新型增氧剂的研发方向提供了一定的数据支撑和指导。