溶解氧測控對水產養殖的重要性

溶解氧測控對水產養殖的重要性

出處： 作者： 水產養殖網 2014-04-25 09:07:00

溶解氧測控儀在線使用測控的重要性
1用戶通過設備顯示窗可直觀看到養殖水環境溶解氧的實時數據，規避藥劑、試紙間歇、定點、定時檢測弊端
2通過實時溶解氧數據為養殖戶科學調控養殖水環境溶解氧提供依據，合理增氧，降低養殖用電成本
3通過溶解氧實時數據優化投料時間及投料量，優化餌料係數，降低養殖飼料成本
4通過溶解氧短、中、長期變化趨勢，對水產養殖水質狀況進行提前預判，並通過換水、合理使用藥劑對水質調控，降低養殖風險，優化養殖藥劑效果
5通過設備聯動控制裝置實現增氧設備的自動開啟/關閉及報警提醒，避免人工值守弊端，降低養殖人工成本

前言
一切耗氧生物的生存、生長和繁殖都離不開氧氣。空氣中氧氣的含量高而穩定，約佔21%，因此陸地上生物鮮有缺氧威脅；而水體中的溶解氧卻量少而多變；一般情況下淡水中飽和溶氧量只相當於空氣中氧氣含量的1/20，海水中更少，因而水中的溶氧量成為水生動物生命現象和生命過程的一個限制性因素，是水產養殖中人們最為關注的重要因子之一。
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp然而在養殖生產實踐中，長期以來由於普遍缺乏對水體溶氧進行及時有效監測手段，對水體溶解氧變化的潛在危害認識不足，很多養殖群體顧及增氧成本，把養殖生物有無浮頭現象作為水體溶氧是否充足的判斷標準，看到浮頭以後才採取增氧措施，這實際上是把增氧當作一種「救命」措施；還有些養殖群體擔心水體缺氧對養殖生物的影響，不考慮實際溶解氧狀況，對養殖水環境持續增氧，使水體氧濃度一直處於高位狀態。這些都是非科學的管理方法，常常導致不必要的損失或降低潛在的收益。
1&nbsp溶氧在水產養殖中的作用&nbsp&nbsp
&nbsp提供養殖動物生命活動所必需的氧氣&nbsp&nbsp
&nbsp有利於耗氧性微生物生長繁殖,促進有機物降解&nbsp
&nbsp減少有毒、有害物質的作用&nbsp&nbsp
&nbsp抑制有害的厭氧微生物的活動&nbsp&nbsp
&nbsp增強養殖水產品免疫力&nbsp&nbsp
2&nbsp水中的溶氧量及影響因素
水體中的溶氧是以分子狀態溶解於水中。氧氣在水中的溶入（溶解）和解析（逸散）是一個動態可逆過程，當溶入和解析速率相等時，即達到溶氧的動態平衡，此時水中溶氧的濃度即為該條件下溶氧的飽和含量，即飽和溶氧量。水中飽和溶氧量受到大氣氧分壓、水溫、水中其它溶質（如其它氣體、有機物或無機物）含量等因素共同作用的影響。水中的飽和溶氧與大氣氧分壓呈正相關關係，自然條件下大氣氧分壓不會有大幅度變化，因此對飽和溶氧量的影響可以忽略。溶氧隨著水溫升高，飽和溶氧量下降；鹽度對溶氧也有直接而明顯的影響，隨著水體鹽度升高，飽和溶氧量下降。
大多數情況下,養殖水體中溶氧的實際含量低於飽和溶氧量，其數值取決於當時條件下水中增氧與耗氧動態平衡作用的結果。當增氧大於耗氧時，溶氧趨於飽和，有時還會出現「過飽和」現象，這一般會出現在晴天午後，藻類密度高、光合作用強的池塘中；當耗氧佔主導地位時，水中溶氧開始持續下降，其結果將會出現低氧甚至無氧水區，此時可能出現養殖動物「浮頭」，甚至「泛塘」現象。&nbsp&nbsp在池塘養殖中，水中的增氧主要來源於浮遊植物光合作用放氧、人工增氧(機械增氧、化學增氧等)和大氣中氧氣的自然溶入,但在不同條件下上述幾種增氧作用所佔的比例也各不相同。富營養型靜水池塘以光合作用增氧為主,高密度精養池塘以人工增氧為主，貧營養型水體及流動水體以大氣溶解增氧貢獻較大。&nbsp&nbsp
水體中的耗氧作用可分為生物、化學和物理來源的耗氧。生物耗氧包括動物、植物和微生物的呼吸作用所消耗的溶氧，大多數情況下，水中的浮遊生物和底棲生物呼吸耗氧佔據池塘耗氧的絕大部分。化學耗氧包括環境中，有機物的氧化分解和無機物的氧化還原。物理耗氧主要指水中溶氧向空氣中逸散，只佔據很小部分，這一過程僅在水-氣界面進行。
3&nbsp養殖池塘水體中溶氧的變化規律&nbsp&nbsp
水中溶氧的分布與變化既呈現出複雜多變的態勢，又具有相對的規律性。&nbsp&nbsp3.1&nbsp晝夜變化
在沒有人工增氧作用的養殖池塘中，上層水的溶氧晝夜變化十分明顯。通常情況，下午高於早晨，白天高於夜間。白天隨著藻類光合作用的進行溶氧逐漸上升，至下午日落前達到最大值，夜間由於藻類不能進行光合作用，而各種耗氧作用依然進行，因此水體溶氧會持續下降，至清晨日出前達到最低水平。但隨著水層深度的增加，特別是在補償深度以下，溶氧的晝夜變化也趨於減弱甚至停滯。&nbsp&nbsp
3.2&nbsp季節變化&nbsp&nbsp
冬春兩季溫度較低，藻類生長受到抑制，光合作用弱，產生的氧氣少，而此時水中生物量低，呼吸作用和化學耗氧下降，因此溶氧相對較低且變化較小。夏秋兩季水溫高、光照強烈，藻類生長快，光合作用旺盛，釋放大量氧氣，水體增氧作用明顯；但夏秋兩季也是水體生物量、糞便、殘餌、死亡的動植物屍體等各種有機廢物含量最高、耗氧最強烈的季節，因而此時水體溶氧變化大，並會經常出現溶氧過飽和水區，低氧甚至無氧水區等極端溶氧水平，是水產養殖最容易出現溶氧問題的季節。
3.3&nbsp垂直變化&nbsp&nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp溶氧在水中的分布呈現出從上到下垂直遞減狀態，藻類只能在有光線的水層中生長並進行光合放氧，而耗氧作用卻在每一個深度都不停地進行，從而使水體溶氧形成上層高、下層低、非均勻遞減的垂直分布，這種現象常見於高溫季節的深水池塘。
4&nbsp低氧對動物的危害及其行為反應&nbsp&nbsp
當水中溶氧不足時，首先直接對養殖動物產生不利影響；其次是通過影響水體環境其它生物和理化指標而間接影響養殖動物，致使其生長、繁殖甚至生存造成不同程度的危害，輕則體質下降、生長減緩，重則浮頭、泛塘，導致大量死亡。&nbsp
4.1&nbsp臨界溶氧和致死溶氧&nbsp&nbsp
水中溶氧低於某一水平時，養殖動物的生理代謝和生長開始受到不利影響，但並不會導致死亡，這時的溶氧濃度稱為臨界溶氧。若溶氧繼續降低，到不能滿足生理上的最低需要時，養殖動物會因窒息而死亡，此時的溶氧濃度稱為致死溶氧。臨界溶氧和致死溶氧依動物種類和規格不同而異，並且受到水溫、鹽度等其它環境因子的影響，例如，隨著水溫升高動物的致死溶氧下降。
4.2&nbsp動物對低氧的行為反應&nbsp
當水中溶氧稍低於臨界水平時，養殖動物開始表現出攝食下降、生長減慢、飼料係數增加，蝦類脫殼頻率降低，且經常在淺水區活動；動物經常群集在增氧機附近。長時間持續低氧會降低動物對環境脅迫和對疾病的抵抗力，常常導致應激性疾病的發生。在接近致死溶氧時，養殖動物將停止採食，因呼吸困難而大批遊到水面吞取空氣，發生嚴重的「浮頭」現象。此時魚蝦運動活力很低，對外界刺激反應遲鈍。高密度養殖條件下，如果浮頭發生在上半夜或午夜剛過，表明水體嚴重缺氧，應及時採取補救措施，否則會造成魚蝦大批死亡，甚至泛塘。
5&nbsp池塘養殖中的溶氧管理&nbsp&nbsp
溶氧管理是池塘養殖水質管理的一個重要內容，是一項以動物的溶氧需求為基礎、以觀察和測定為依據，以預防為主、各種措施綜合應用的系統工程。在實際生產中，水中溶氧水平是否合適不能以魚蝦是否浮頭為標誌，而應以保證魚蝦正常生理需求為標準。我國漁業用水標準規定，養殖水體溶氧連續24&nbsph中，必須有16&nbsph以上大於5&nbspmg/l，任何時候不能低於3&nbspmg/l。
5.1&nbsp溶氧的測定&nbsp
5.1.1&nbsp測定方法&nbsp&nbsp
水中溶氧可以用化學方法或儀器法測定，經典的化學測定方法是碘量法，此法測定結果準確度高，也被用來檢驗其它方法的可靠程度。碘量法測定水中溶氧需要配製多種試劑溶液，測定步驟也比較繁瑣，耗時較長，因此多用於實驗室測定，在實際養殖生產條件下應用多有不便。市場上常見的溶氧測定試劑盒，是另外一種以化學法為基礎、根據目視色差來大體判斷水中溶氧範圍的現場快速測定方法，比較實用。但據筆者了解，目前所見的大多數此類試劑盒的靈敏度太低，導致測定結果的實用性降低。
設備測定法是一種操作簡便、結果可靠的快速測定方法。養殖現場可使用溶解氧檢測及測控儀器設備，只要將溶氧探測浮筒投入到水下固定深度，結果很快就會以數字的形式在屏幕顯示出來。在2010年以前，由於我國國內在溶解氧監測領域核心傳感器技術一直未形成國產化批量生產，造成國內溶解氧測控設備相對較貴，質量也參差不齊，且很多情況下因維護不當導致使用壽命大大縮短，使得設備測定法在我國實際養殖生產中使用很少，遠遠不及其它養殖發達國家那樣普及。但隨著養殖集約化程度的提高和管理水平的上升，可以預料在不久的將來，溶解氧測控設備將會成為養殖現場主要的測定儀器。
5.1.2&nbsp測定時間和頻次&nbsp&nbsp
一般情況下，固定式在線儀表可以採用現場連續測量的方式，養殖群體可以實時觀察養殖水環境溶解氧濃度，並作出科學的判斷。可攜式溶解氧檢測儀每天測定4次以上或根據用戶需求完成，測定時間選擇清晨和傍晚，由此可以知道池塘一天中最低和最高的溶氧水平，有助於判斷水體溶氧是否處於合適範圍，尤其是有助於預防「泛塘」等嚴重缺氧事件的發生。對於剛剛採取過消毒殺藻和施用好氧性微生物改良劑等處理措施的池塘，以及常出現溶氧問題的池塘，應儘可能增加測定頻次。&nbsp&nbsp
5.1.3&nbsp測定位置&nbsp&nbsp
應在具有代表性的位置測定，所測結果應能反映大多數養殖動物所處環境的溶氧狀況，因此不宜僅在水錶層或增氧機附近測定。在任何情況下，測定池底及中部溶氧對了解水體的溶氧狀況並採取相應措施具有十分有益的參考作用。
5.2&nbsp增氧措施&nbsp&nbsp
養殖生產中，溶氧管理實質上就是通過採取各種直接或間接的增氧措施，既能保證養殖動物處於一個良好的溶氧環境、達到最佳生產效益，又不至於過度增氧導致成本浪費。從整個養殖過程和環節來講，可從以下幾方面著手。&nbsp&nbsp
5.2.1&nbsp加強池底清淤消毒，合理安排放養密度&nbsp&nbsp
在條件許可的情況下，應在每兩茬養殖生產之間幹塘清淤，用生石灰對池底進行消毒並翻耕暴曬。這樣既可殺滅病原生物，降低養殖過程中感染病害的風險，又可氧化底泥中的有機物，除去池底的氨氮、亞硝酸鹽等有害物質，減少養殖過程中的底泥耗氧，起到間接增氧作用；同時還可以提高水體的硬度和鹼度，增加水體緩衝能力，有助於保持養殖過程中水質的穩定性。在投放苗種時應根據養殖種類、水體條件、進排水能力、設備配置、管理水平以及期望的產量和規格等合理安排放養密度。過高的密度將會導致動物個體之間的「爭氧」，降低了生產率，經濟效益反而有可能下降，同時還會增加管理難度和風險。&nbsp&nbsp
5.2.2&nbsp選擇優質飼料，採用科學投飼技術&nbsp&nbsp
一般情況下，糞便和殘餌是精養池塘中有機汙染的最大來源，有機物降解過程會消耗大量氧氣。投餵營養不平衡的單一原料或低質飼料，由於適口性不佳且消化不充分，將導致池塘中糞便和殘餌增加；而優質飼料的消化吸收率高，糞便等廢物排量少，從而間接增加水體溶氧。科學的投飼技術同樣重要，應根據天氣、水質、動物的攝食和生長等情況嚴格控制並隨時調整投飼量，宜少量多次，避免過量投餵產生殘餌。在養魚池塘使用投餌機以及投餵膨化浮性顆粒飼料也有助於減少殘餌。
5.2.3&nbsp控制藻類生長繁殖，提高天然增氧效果&nbsp&nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp浮遊植物光合放氧是池塘水體溶氧的重要來源，很多情況下甚至是最主要的來源，但過盛繁殖的藻類夜間會因旺盛的呼吸作用而大量消耗水體溶氧，產生嚴重後果。因此，應採取生物和化學等多種調控措施保持水中合適的藻類密度，到達理想的增氧效果。實際生產中藻類密度具體測定並不方便，根據水色和透明度來直觀判斷比較有效。不同的池塘條件和不同的養殖對象及養殖階段，對水色和透明度的要求有所差異，但總的來說，保持嫩綠或淺褐水色以及25～40&nbspcm的透明度是比較合適的。
5.2.4&nbsp掌握水中溶氧動態，靈活進行人工增氧&nbsp&nbsp
在高密度池塘養殖中，人工增氧是養殖成功的必備條件，也是養殖成本中除飼料以外的最大部分。出於對電耗成本的考慮，以及對低氧潛在危害的認識不足，很多養殖者對增氧機的配置和使用並不合理，很多時候把人工增氧當作一種「救命」措施。科學的做法是在了解養殖動物溶氧需求和水中實際溶氧水平的基礎上，靈活啟用人工增氧，既保證了水體中合適的溶氧水平，又避免了因不必要的過度增氧而造成的成本浪費。&nbsp&nbsp
機械增氧是人工增氧的最主要方式，其核心部分是增氧機,主要有攪拌式(如水車式增氧機、葉輪式增氧機等)和充氣式(如射流式、曝氣式)兩類,各有優點,應根據不同養殖條件分別選用或混合使用。開動增氧機可促進水體流動和水質均勻化,增加水中的溶氧量、散發水中的有毒氣體。開機時間長短也應根據水體特別是底層、中層水體的溶氧水平而定。在用電不方便的地方或應急情況下,化學增氧劑的使用也是十分必要的。
5.2.5&nbsp清除野雜魚蝦，適時進水排汙&nbsp&nbsp
池塘中非養殖動物（如野魚雜蝦、螺類等）不可避免地與養殖動物在營養和水體環境方面產生競爭，從而造成營養流失、環境惡化等危害，包括降低水體溶氧。應儘可能在放養前殺滅池塘及水源帶來的野雜魚蝦，並在養殖過程中進行清除。如果條件具備，應經常補充新水，同時進行排汙。注入新水可以及時而有效地改善水體溶氧，但需要注意的是注入的水應是沒有汙染、溶氧高，溫度和鹽度等與現有池水接近的新鮮水，否則會引進新的汙染或造成動物的脅迫效應。
5.2.6&nbsp及時明察環境變化，預防突發溶氧事故&nbsp&nbsp
水產養殖中，一方面天氣變化具有不確定性和不可控制性，水環境本身也在時刻發生變化，同時天氣又對水環境產生重要影響；另一方面水體溫度、鹽度、pH值等環境因子短時間內的劇烈變化又會對養殖動物產生脅迫效應。實際生產中這種變化是不可避免的，因此只能在養殖過程中加強管理，及時明察，尤其是高溫悶熱和暴雨、強風天氣應做好應急措施（機械和化學增氧），預防和處理突發的溶氧事故。
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