池塘里的那些事儿

中国水产门户网报道

 

　　养鱼八字法当中的第一个字就是水，养鱼先养水也人尽皆知。然而，真正懂得“水”的，又有几人?

 

　　如果说，天底下没有两块完全相同的土壤，那么，同样，天底下没有两个完全相同的水体。

 

　　大凡种地的农民都知道，不同的土壤适合于种植不同的庄稼。同样，不同的水体最适的养殖品种也不同。

 

　　在不同的土壤中种植相同的植物，由于土壤不同，需要施的肥料也不同，同理，养殖同样的动物，不同的水体，所需要的投入品也不同。

 

　　不同的土壤，决定了不同的植被。不同的水体，组成生态系统的藻类、细菌也不同。同一种肥料，在不同的水体中培出来的细菌、藻类也不同。

 

　　种地的，可以测土施肥，科学种植。前提是懂得土壤的属性，同时也懂得植物的需求。

 

　　养鱼养虾的朋友们，你们懂得水的属性吗?你们知道鱼虾对环境的需求吗?尽管我们也强调测水调水，那测什么调什么?如果你既不懂水，也不懂鱼虾，你怎么能做到科学养殖呢?只能说是瞎养!

 

　　最让人不寒而栗的是，整个水产界帮你调水的“技术员”其实没有几个真正懂水!这无异于盲人扶着盲人过马路!

 

　　水的组成是千变万化的。

 

　　自然界没有不含矿物质的“纯净水”。当水蒸气在大气中形成雨滴的时候，没污染的大气中的氧气、氮气、二氧化碳，污染大气中的各种氧化物如二氧化硫、氧化氮、二氧化氮;各种气溶胶(如PM2.5)等就溶解到水里了。

 

　　当雨水落到地面，与土壤、岩石接触后，又溶解了其中一些矿物质。这些雨水或汇成径流，形成江河，最后回到大海，或渗入地下，形成地下水，或驻留于地下，或形成泉水，最后也回到大海。

 

　　水在运动过程中，接触过什么土壤、岩石，都会留下“印记”，经历的不同，导致水体组成的差异。反过来说，水的差异，是因为水体所含的矿物不同。

 

　　所以说“水是一种流动的矿床”，或者说，水是一种流动的“土壤”。

 

　　理论上，水中含有地球上所有的物质，包括所有元素、天然或人工的化合物，只是浓度不同而已。

 

　　一般来说，雨水的平均盐度大约为0.0003%，地表水为0.003%，地下水为0.03%，河口水为0.3%，海水为3%，有些盆地卤化水可高达30%。

 

　　尽管水体中含有各种矿物质，但大多数矿物质溶解度很低。构成上述盐度的主要离子为：钙、镁、钾、钠，以及碳酸氢根、碳酸根、硫酸根和盐酸根。在海水中，上述离子的总和(重量)构成海水盐度的99.8%。

 

　　虽然说“有水到的地方就有鱼虾”，但是，从生产角度讲，并不是所有水体都适合养殖。这里牵涉到效率问题。就像所有土地都可以用来种庄稼，但是，有些土地由于太瘦而没有利用价值。

 

　　和土壤一样，不同水体，生产力也有所不同。生产力高的水体，可以高产，生产力低的水体，虽然也可以高产，但必须付出更高的代价(成本)。

 

　　例如，我们年头挖个池塘，放水，放些鱼苗，不去管它，年底就有鱼抓了。关键是，能有多少产量?

 

　　根据前人对水库湖泊生产力调查研究的数据，产量是毛生产力的0.1%～0.7%。我们按0.5%计算：假设我们池塘的平均毛生产力是8克氧/平方米/天，即3克碳/平方米/天，这样，一年的亩产是：3X365X666.667X0.5%/15%/1000=24.33(公斤/亩)。

 

　　15%是活鱼体的碳含量。

 

　　如果我们池塘的生产力是16克氧/平方米/天，则亩产是48.66公斤。很明显，生产力决定产量。

 

　　当然，有人说，生产力低的水体，我们可以通过投饵来提高产量啊?这话没错，问题是，我们能投多少饲料?

 

　　假设我们用很好的饲料，每公斤饲料可以生长一公斤鱼。一公斤饲料含碳大约500克，一公斤鱼含碳大概150克，所以，每投一公斤饲料，池塘必须能提供(500-150)/12X32=933.33克氧。

 

　　生产力低的池塘有多少剩余氧(我们先假设池塘不留氧债)，亩产24.33公斤的池塘的剩余氧是24.33X15%/12X32=9.732公斤氧，因此，可以投入9.732/0.9333=10.24公斤饲料。因此，在没有任何增氧措施的情况下，生产力低的池塘投喂饲料的产量是24.33+10.24=34.57公斤。

 

　　可见，生产力低的池塘提高产量需要付出饲料的代价。

 

　　同样，生产力高一倍的池塘的剩余氧也高一倍，可投入的饲料也高一倍，因此，产量也高一倍，即48.66+20.48=69.14公斤。

 

　　所以，有人认为，投喂饲料的池塘水体生产力对产量影响不大，甚至由于池塘生产力高，天然饲料多，不利于饲料销售。这种观念是不正确的，因为生产力低的池塘饲料根本投不进去。

 

　　可以说，生产力低的水体不太适合于水产养殖。

 

　　(以上的数据是用来说明问题的，池塘的实际情况不同，因为池塘水体与大气存在着气体交换，池塘底部也存在氧债，可以承受的饲料比上述数据高得多，因此产量要比这个例子高得多)。

 

　　问苍茫大地，谁主沉浮?

 

　　是什么因素，支配这水生生态系统的天然生产力?一般来说，水生生态系统的天然生产力来自系统的光合作用效率。因此，支配天然水生生态系统的生产力主要因素有两个：太阳辐射和二氧化碳。

 

　　太阳辐射是地域性因素，不是水体自身的因素。所以，就水体自身因素而言，支配水生生态系统的主要因素是二氧化碳。

 

　　虽然大气中的二氧化碳可以溶解到水体中，但由于空气中的二氧化碳浓度很低，靠空气中的二氧化碳向水中扩散很难满足水生生态系统光合作用的需求。

 

　　因此，水体中的二氧化碳主要来自土壤和岩石矿物的溶解，在所有能产生二氧化碳的含碳酸的岩石中，碳酸钙的溶解度是比较高的。

 

　　“由于碳酸钙的快速风化和碳酸盐的缓冲能力，少量的碳酸钙可以主宰水生系统的地球化学行为”(Murse，1990)。

 

 

　　如果以碳酸做横坐标，钙为纵坐标作图，我们可以发现，上图中只有A区的水质才适合于水产养殖。

 

　　如果把上图换一种表达方式，就可以得到下图：

 

 

　　从图中可以看出，高钙水体碳酸含量低，碳酸钙含量也低，高碳酸水体钙含量低，碳酸钙含量也低。水体中碳酸含量等于钙含量时，碳酸钙含量最高。

 

　　由于水体的缓冲能力与碳酸钙含量有关，所以，高钙低碳酸或低钙高碳酸的水体缓冲能力都偏低。

 

　　因此，从水体稳定性能来看，钙浓度大约等于碳酸的水体缓冲能力最强。

 

　　水体中的二氧化碳、碳酸氢根、碳酸根是可以相互转化的，在水中，总碳酸包含了碳酸氢根和碳酸根，所以，水体中的总碳酸当量约等于总碱度(总碱度约等于碳酸氢根+两倍碳酸根)。

 

　　也就是说，碳酸根当量大致上可以用总碱度表示。这就解释了水产养殖传统上认为钙硬度大约等于总碱度的水最好的道理。

 

　　对生态具有重要影响的水体重要属性包括：温度、盐度、pH、pe、碱度、硬度。

 

　　其中，温度是地域太阳辐射属性，pe是生物活动的结果。pH受水体本身和生物活动的双重影响。

 

　　决定水质其它参数的是溶解于水中的八大离子：钙、镁、钾、钠、碳酸氢根、碳酸根、硫酸根和盐酸根(或称氯离子)。其中钙、镁、钾和钠是阳离子，碳酸氢根、碳酸根、硫酸根和盐酸根是阴离子。

 

　　1、八大离子的重量和决定了水的盐度。例如，标准海水中，这八大离子的重量和占总离子重量和(即盐度)的99%以上。

 

　　2、八大离子中阳离子的当量和与阴离子当量和之差，决定了水体的pH。水是电中性的(正电荷与负电荷相等)。当水体中阳离子(带正电荷)的当量和小于阴离子(带负电荷)的当量和时，水体中的氢离子(带正电荷)浓度就会高于羟离子(带负电荷)浓度，水体呈酸性(pH低于7);当阳离子的当量和等于阴离子当量和时，氢离子浓度等于羟离子浓度，水体呈中性(pH等于7);当阳离子当量和大于阴离子当量和时，氢离子浓度低于羟离子浓度，水体呈碱性(pH高于7)。

 

　　3、八大离子中钙和镁决定了水体的硬度。即水体的总硬度大约等于(毫摩尔钙离子/升+毫摩尔镁离子/升)X100(毫克碳酸钙/升)。

 

　　4、八大离子中碳酸氢根和碳酸根决定了水体的总碱度。即水体的总碱度大约等于(毫摩尔碳酸氢根/升+2X毫摩尔碳酸根/升)X50(毫克碳酸钙/升)。

 

　　可见，八大离子的组成是水体的最重要属性。所以，只有了解水体的八大离子组成，才能了解水体的属性，才能为水质调节提供基本依据。

 

　　水质调节之一

　　水产养殖与水质属性

 

　　基本原则：养殖的目的是创造经济效益(说白一点，养殖的目的就是赚钱)，用动物最适宜的水质去养殖，效益是最高的。因此，如果确定了某种动物，就选择该动物最佳的水质条件;或，给定水质条件，那只能选择适合于该水质的动物去养殖。

 

　　如果要在偏离动物最佳的水质条件进行养殖，必然要付出相应的代价(即提高养殖成本)。因此，在投入养殖之前，必须进行经济效益评估。

 

　　换而言之，没有不能养殖的水体，只是有没有经济效益而已。例如，你可以在寒冷的地方养热带鱼，通过人为加热就可以解决温度问题，只是加热造成成本增加，只要还有钱赚，完全可以进行。如果由于加热成本而不能盈利，那养殖再成功也没有任何意义。

 

　　水质调节的目的是：一、满足养殖动物最佳生存生长的需要;二、满足环境生物最佳生长的需要。

 

　　养殖前的水质调节是对水质属性的“校准”，养殖过程中水质调节是对水质变化的“维护与修正”。

 

　　因此，想把水质调属性校准好，必须满足两个条件：一是调节之前，知道你的池塘水的水质是什么;其次，知道你想满足的动物、植物、细菌所需要的水质条件是什么。例如，你打算养殖南美白对虾，那你必须知道你的池塘水质属性是什么，南美白对虾对水质的要求是什么。

 

　　另外，水质调节至少包含两个层次，一个是个性调节，即针对养殖对象，如南美白对虾养殖;另一个是共性调节，即池塘水体的生产力和缓冲能力的调节。

 

　　个性调节。例如，我想养殖南美白对虾，首先我得知道，南美白对虾生存生长的最佳水质条件是什么?如果我发现这根本找不到研究资料，那我得去了解南美白对虾祖籍(南美洲墨西哥湾)的水质指标是什么。其次，我也必须知道我的池塘现在的水质指标是什么;什么东西多了，什么东西少了。其三，如果我要购买现成的水质调节产品，我还得了解各种产品的有效成份和浓度。

 

　　共性调节。共性调节一般指的是生产力和缓冲能力的调节，对所有养殖对象都大同小异。目标就是提高水体的光合作用效率，稳定藻相、菌相以及其它各种水质参数。

 

　　一般来说，世界上没有两个属性完全相同的水体，而“水质调节”并非像配制培养基培养细菌那样完全标准化。例如养殖南美白对虾，我们没有可能也完全没有必要配制出墨西哥湾的标准海水去养殖(当然，或许用墨西哥湾海水养殖效果是最好的)。

 

　　水质调节的本质是对水体中八大离子进行调节。但是，水中的矿物是易增难减的，也就是说，少了容易通过添加来解决，多了是很难处理掉的。因此，水质调节是在现有水质的条件下，根据养殖动物、环境生物的最佳需求进行“优化”而已。

 

　　水质调节之二

 

　　水质调节的本质是对八大离子的浓度和比例进行调节。根据电中性原理，有：

 

　　氢离子+钙+镁+钠+钾=碳酸氢根+碳酸根+硫酸根+盐酸根+羟离子

 

　　单位为当量/升。

 

　　其中，

 

　　A、[氢离子]X[羟离子]约等于10的负14次方。意味着其中一个离子的浓度上升，另一个离子的浓度必然下降。

 

　　B、碳酸氢根和碳酸根(水体中碳酸氢根加碳酸根加溶解的二氧化碳称为总无机碳)不仅会根据pH互相转化，而且与大气二氧化碳浓度存在着平衡关系。意味着当水中的浓度不足时，大气中的二氧化碳会溶解于水中，引起总无机碳增加;当水中的浓度过饱和时，水中的无机碳会转化为二氧化碳进入大气中，引起总无机碳浓度降低。

 

　　C、由于碳酸钙的溶解度低，钙离子浓度与碳酸根的浓度之间会相互制约。当碳酸根与钙离子的溶度积达到饱和时，钙离子浓度的增加会引起碳酸根浓度的降低，反则反之。

 

　　水质调节和做饲料配方的道理是一样的——牵一发而动全身!调节一种离子，必然会影响到其它离子。例如，想提高pH，即降低氢离子浓度，世界上没有一种能够单独降低氢离子浓度的方法!

 

　　例如，传统上，我们通过添加石灰(氧化钙)来提高pH，就是通过提高阳离子的浓度来“挤兑”氢离子。但是，由于钙离子浓度发生变化，除了降低氢离子浓度而提高pH外，阳离子(钙)浓度的增加，必然导致阴离子浓度相应增加，此时，羟离子浓度增加，而羟离子的增加又导致二氧化碳被吸收，总碱度增加，同时pH的变化又打破了原来的碳酸平衡体系，碳酸氢根和碳酸根按不同比例增加。

 

　　可见，用石灰调节pH，水体中变化的不仅仅是氢离子浓度，而是发生了一些列变化——包括硬度、碱度、盐度、镁/钙比值、碳酸氢根/碳酸根比值等等。

 

　　水质调节之三

 

　　水质调节的本质是八大离子的组成调节。就共性而言，就是碱度、硬度和pH调节。

 

　　请读者再回头看看(4)那张示意图，水质调节的目的就是希望将自己池塘水的属性调整到A区的范围内。

 

 

　　如果你的池塘水质属性本身就落再在A区，那恭喜你，你的水质已经很好了。但可以进一步优化，让它落到那条弧线上(即碳酸钙处于饱和临界状态)，那才是最佳的。

 

　　A区的水可以用石灰调节(同时提高碱度、硬度和pH)。如果只想提高硬度而不想提高碱度和pH，可使用硫酸钙或氯化钙;如果只想提高碱度而不想提高硬度，可使用碳酸钠或碳酸氢钠。如果想同时提高碱度和硬度，又不想提高pH，可用硫酸钙或氯化钙与碳酸钠或碳酸氢钠按1:1的摩尔比例同时使用。

 

　　D区水质的调节。这个区域的水体属于低碱度、低硬度，但往往也是低盐度偏酸的水体，常见于山区的水库水。这种水体偏“瘦”，培藻比较难，晴天早晚pH变化大，容易倒藻和滋生蓝藻。鲢鳙鱼产量很低，经常碰到低溶氧、高氨氮的问题。

 

　　尽管D区的水体钙+镁与碳酸根+碳酸氢根比较接近(即硬度与碱度比较接近)，但浓度都很低。必须同时提高碱度、硬度和pH，因此，只需要使用石灰就可以了。造成这种水质属性的一个很重要的原因，可能是这种池塘的底部土壤严重缺钙。因此，水体中的钙很容易流失，必须经常检测钙浓度并不时补充。

 

　　由于盐度很低(可溶性固体很少)，碳酸钙溶解度不大，碱度和硬度一般只能调节到70～80(毫克碳酸钙/升)左右。但要勤调。

 

　　如果池塘里还没放苗，可以大剂量使用石灰处理。如果已经放了苗，就要非常小心。许多养殖户往往是等到池塘出了问题才想起水质调节，但是，俗话说，虚不受补!特别是当池塘氨氮浓度高的时候下石灰是非常危险的。

 

　　由于D区水体碱度低、硬度低，几乎没什么pH缓冲能力，所以，晴天光合作用会引起水体pH剧烈波动，晴天中午或下午pH会比较高，因此，石灰应该在晴天的凌晨或阴天使用。同样，水体缓冲能力差，每次石灰的使用量也不能多。

 

 

　　B区的调节。按照八大离子当量平衡等式，B区水质等式的左边钙离子浓度合适，但右边的碳酸根和碳酸氢根不足。可以判断，水体中的钙主要是以硫酸钙或氯化钙的形式存在。

 

　　因此，B区的水质调节是左边补充镁或钠或钾，等式右边补充碳酸根或碳酸氢根。如果总硬度等于钙硬度，说明镁不足，可补充碳酸镁，如果镁也合适，则补充钠或钾，由于钾是一种植物营养素，不宜太高，一般情况下是补充钠。常见的调节剂为碳酸钠或碳酸氢钠。

 

　　由于碳酸钠的钠离子含量高于碳酸氢钠，所以补充碳酸钠的剂量可以少一些。

 

　　如果水质属性落在B区的下限，除补充碳酸钠外，还可以适当补充一些氧化钙。

 

　　B区水质调节本质上是通过补充镁、钠、钾，将硫酸钙或氯化钙转化为硫酸镁或硫酸钠或硫酸钾，或将氯化钙转化为氯化镁或氯化钠或氯化钾，从而将钙转化为碳酸钙。

 

　　由于调节B区的水质属性会带来pH上升，因此也必须关注水体中的氨氮，操作和注意事项与D区一样。

 

　　C区水质的调节。与B区相反，C区水质的八大离子平衡等式中，右边的碳酸根、碳酸氢根够，但左边的钙不足，所以，这种水的矿物主要是碳酸钠(碳酸镁或碳酸钾型的水很少见)。

 

　　很明显，左边需要补钙，但右边不能补碳酸，只能补硫酸根或盐酸根。因此，C区的水质需要用硫酸钙或氯化钙来校正。

 

　　很多人以为缺钙都可以用“石灰”解决，在这种情况下使用石灰，根本补不了钙!一不小心反而会导致“脱钙”，造成更加严重的缺钙。

 

　　由于硫酸钙或氯化钙既不耗氧，也基本上不改变pH，所以，一般随时都可以进行操作。

 

　　水质调节之五

　　极端水质属性的调节

 

 

　　前面说过，对于水质矫正而言，加易减难。B区缺碳酸碱度、C区缺钙硬度，D区两种都缺，缺可以通过补充来解决。而水体中某些矿物过量，必须“拿掉”就没那么方便了，必须付出更大的代价才能矫正过来。

 

　　F区和G区就是极端水质。江河湖海中这种属性的水体很少，造成这种极端属性的原因是池塘土壤引起的，前者是酸性硫酸盐土壤的池塘大量或长期使用石灰引起的，后者是盐碱地土壤土壤引起的。

 

　　上述这两种水质属性本身不适合于水产养殖，如果有选择余地的话，尽量避免在这样的水质属性进行养殖。还是那句老话，没有养不了鱼虾的水，只是有没有经济效益而已。

 

　　F区的八大离子中主要是硫酸钙，高水平的钙导致碳酸盐碱度非常低，光合作用效率很低，难培藻，易倒藻。如果不降低钙含量，根本无法提高碱度。

 

　　尽管水体偏酸，但不能用石灰处理，如果使用石灰处理，pH在短时间内可以提高。而pH的提高又使原本只有少量碳酸氢根转化为碳酸根，将所添加的石灰完全沉淀掉，过两天pH又回到原位，这就是我们常说的“返酸”现象。

 

　　处理方法是根据八大离子平衡原则，采用钠离子去平衡硫酸根，降低方程左边的钙，同时提高右边的碳酸碱度。

 

　　1、氢氧化钠。氢氧化钠加到水里后，提高水体的pH，使[二氧化碳]<—>[碳酸氢根]<—>[碳酸根]缓冲系统向右移动，使空气中的二氧化碳不断进入水里，产生更多的碳酸根，形成碳酸钙沉淀，降低钙离子水平。

 

　　2、碳酸钠。碳酸钠与硫酸钙起反应产生硫酸钠和碳酸钙，过量的碳酸钙发生沉淀，降低钙离子水平。

 

　　3、碳酸氢钠。碳酸氢钠的作用与碳酸钠相同，比碳酸钠温和，但用量差不多高一倍。

 

　　由于[钙]X[碳酸]=常数(碳酸钙溶度积)，钙少了，碳酸自然就会多出来。

 

　　G区水质属性的调节。与F区相反，G区水中八大离子的组成主要是碳酸氢钠，也就是人们常说的碳酸水。高水平的碳酸根限制了钙的浓度，如果不降低碱度，无法提高钙的浓度。只有除掉一定数量的碳酸，才能提高钙浓度以满足养殖动物如对虾生存生长的需要。

 

　　1、盐酸。盐酸降低pH，使上述碳酸盐缓冲系统向左移动，使碳酸根转化为碳酸氢根，碳酸氢根再转化为二氧化碳并逸出水体，同时，盐酸中的氯离子占据了碳酸的位置，从而为钙离子的溶解提供空间。

 

　　2、氯化钙。氯化钙与碳酸氢钠反应，形成氯化钠和碳酸钙沉淀，从而降低碳酸盐碱度，为钙的溶解提供空间。

 

　　总而言之，极端的水质属性调节需要付出很大的代价，成本也很高。尤其是盐碱水，因为高碱度本身对pH有很强的缓冲作用，意味着需要加入大量的盐酸才能降低一点点pH。