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氮循环:源头控制至关重要

时间:2023-05-12

前文提要

氨,作为氮循环的引发物,对整个水产养殖过程有着深远的影响。(点击回顾推文《知氨懂氨,助力养殖无忧》

一方面,内源性的氨本身就会对水产动物造成危害;另一方面,氨及其他含氮废物进入养殖水体,开启了池塘氮循环,经过亚硝化反应,转换成另一种形态亚硝酸盐,会对水产动物造成二次伤害。

 

如何应对氨氮带来的不良影响?我们先来看看养殖水体的氮循环

 

氮循环是养殖水体中各个形态的氮在生物和非生物因素的作用下不断迁移、转化的动态循环。为了方便理解,我们将复杂的经典氮循环图进行了简化,如下图所示。

氮循环是养殖水体中各个形态的氮在生物和非生物因素的作用下不断迁移、转化的动态循环。为了方便理解,我们将复杂的经典氮循环图进行了简化,如下图所示。



如图所示,水产动物排泄物和含氮有机物进入养殖水体,转换成我们熟知的氨氮(NH3+NH4+)后,铵离子(NH4+)最主要的去路有两条:

 

1. 同化作用

浮游植物(藻类)及水生植物(水草)将铵(NH4+)作为营养元素吸收利用,合成自身的物质。

 

2. 硝化作用

铵(NH4+)在有氧条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用下转化成硝酸态氮,然后作为营养被浮游植物和水生植物吸收利用。硝化作用包含两个阶段:

I. 亚硝化反应:

NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+

II. 硝化反应:

NO2-+0.5O2→NO3-

 

硝化作用主要受溶解氧、pH等因素影响。在溶解氧充足的情况下,硝化作用的效率会大大提升;而在溶解氧不足的情况下,就会停留在生成亚硝酸态氮(NO2-)的步骤。

另一方面:

从含氮有机物到铵(NH4+)的转化由生长繁殖较快的多种异养微生物来担任,如芽孢杆菌、光合细菌等,因此转化时间较短。

从铵(NH4+)到亚硝酸态氮(NO2-)转化由亚硝化细菌担任,其繁殖速度约为18分钟一个世代,因此转化的时间也较短。

从亚硝酸态氮(NO2-)到硝酸态氮(NO3-)是由生长缓慢的硝化细菌担任,其世代速度约为18小时,从而导致亚硝酸盐转化成硝酸盐的时间长很多。

在了解氮循环相关知识后,我们再回到一开始的问题:如何应对氨氮带来的不良影响?

从氮循环同化作用可知,无论是铵(NH4+)还是硝酸态氮(NO3-)都能被浮游植物吸收利用,而藻类也能通过光合作用产生氧气,使得硝化作用更加顺畅,所以培养藻类并维持藻类丰富度能间接控制氨氮和亚硝酸盐。

然而,水产养殖已经进入集约化、高密度阶段,单单依靠藻类已经无法有效控制氨氮的不良影响。一方面是富营养水体引起藻类过度繁殖,会导致pH高等问题,即使是正常死亡的藻类又会沉积底部导致底部有机物堆积。另一方面,类似小棚虾养殖中后期,高密度养殖引起的水体扫浑,浑浊的水体也会大大抑制藻类的作用。

或许我们可以换一个思路,或者多一条途径。如何从源头更好的控制氨氮进入养殖水体?建明水产科技提供了一套新颖且独特的解决方案,下期推文为您详细道来!

以上循环过程可以看到,池塘氮循环在最终生成无害的硝酸盐过程中容易受阻并积累有害的亚硝酸盐。因此从源头有效控制养殖水体亚硝酸盐的累积至关重要的一步是控制水体中氨氮(NH3+NH4+)的浓度。


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