通威改底机在改善池塘氮循环方面的作用

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  在池塘养殖过程中,鱼类只能利用饵料中20~30%的氮,大量的氮残留在残饵、粪便等物质中,沉积于池底,导致养殖池塘氮循环受阻。在池底长期缺氧的情况下,大量的氮在池底发生各种生物化学反应,使得沉积于池底的氮以氨氮等有害物质形式向水体释放。众多研究表明,水体中氨氮、亚硝酸盐等含量超过一定水平会危害鱼类生长,甚至造成死亡。故将养殖水体氨氮、亚硝酸氮含量控制在一定范围是养殖成败的关键技术之一。在此背景下,通威水产科技与通威自动化公司共同研发了一种用于改良池塘底质、促进池塘氮循环的设备——通威浮船式改底机(简称通威改底机)。该设备将池底沉积物提升至水表面进行氧化、分解,同时将底泥可溶性氮释放至水体供菌藻利用,从而使池底沉积氮重新参与养殖生态氮循环,达到改良养殖环境又实现“废物”重新利用目的,因而在水产养殖中具有重大现实意义。

  在通威水产科技园选择两口相近的池塘:其中主养鲫鱼、套养花白鲢,面积1.5亩,水深1.8米,底泥厚10~20公分,载鱼量4000斤。

  为保证养殖安全及有效运用通威改底机,改底机每天运用时间12:00-15:00,操作5min、间歇15min,累记运用时间45min,改底面积为全池塘15%。通威改底机功率3kw,跟踪监测两周,总电费消耗35度。

  通威改底机运用前,改底塘与对照塘水体氨氮含量基本一致,为3.5mg/L。改底塘改底前一天氨氮浓度基本没有变化,改底当天氨氮浓度快速升高,最高达到4.0mg/L,表明运用改底机可快速有效释放氨氮。但在改底后氨氮通过氧化作用快速转化,又逐渐降低,且低于改底前及对照塘浓度,此外,改底后每日氨氮也基本保持稳定状态(见图2)。持续运用改底机后,改底塘氨氮含量逐渐降低,最低为2.5mg/L,下降幅度达到30%。停止使用一段时间后,改底塘水体氨氮含量仍然保持在较低水平,且整体含量比对照塘低(见图3)。

  通威改底机开始运用前,改底塘与对照塘水体亚硝酸盐含量基本一致,为0.2mg/L。随着改底机连续运用,改底塘水体亚硝酸盐含量前3天有少量增加,之后一直持续下降,最低为0.1mg/L,下降幅度达45%。停止运用后,在一个星期内改底塘水体亚硝酸盐稳定在较低水平,且整体含量比对照塘低(见图4)。

  通威改底机开始运用前,池塘水体氨氮占三态氮64%、亚硝酸盐占三态氮4%、硝酸盐占三态氮32%,氨氮比例偏高。随着改底机连续运用,池塘水体中氨氮、亚硝酸盐含量逐渐下降,硝酸盐含量逐渐增加,最终池塘水体氨氮占三态氮49%、亚硝酸盐占三态氮2%、硝酸盐占三态氮49%(见图5),氮元素逐渐由氨氮和亚硝酸盐形式转变为硝酸盐形式,即氮循环中由氨氮到硝酸盐环节通路逐渐通畅,改善了池塘原有的氮循环通路。停止运用后,池塘水体中氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐比例在一个星期内保持稳定不变。

  综上所述,运用通威改底机后通过改善池塘氮循环通路,池底沉积氮释放出的氨氮等有害物质通过氮通路逐渐转化为无毒的硝酸盐,使氨氮和亚硝酸盐在三态氮中的含量降低,而硝酸盐含量增加,达到了将池底沉积氮循环再利用,即废物资源化处理的目的,大大提高了池塘水体自净力。

  上面讲到,池塘底泥含有大量以残饵、粪便、死藻等形式沉积的营养物质,特别是大量磷元素。而据中科院水生所宋春雷博士、珠江所赖子尼教授等的早期研究数据表明池塘中适当的氮磷比,以及较高浓度的活性磷含量均有利于促进藻类生长,改善藻相和水色。因而合理释放和利用底泥中的磷源营养物质,一方面可提高池塘初级生产力,快速肥水,降低成本;另一方面还可减少养殖带来的环境压力,减少污染。通威改底机可在不影响正常养殖的情况下,在养殖过程中对池塘底泥进行修复,有效释放底泥中的营养盐,尤其是活性磷,达到磷源的再利用,促进池塘菌、藻生长,增加池塘生产力,提高池塘滤食性鱼类产量,因而在水产养殖中具有重大现实意义。

  改底前底泥总磷含量约为800mg/KG,改底时底泥总磷含量有所升高,但总体来看,改底后总磷含量有所减少,减少幅度达18%,改底后底泥总磷含量为650mg/KG(见图6)。表明通过改底措施,底泥沉积物中的PO43-被有效释放到水体中,增加了水体中的活性磷含量,有利于藻类的吸收和利用。

  改底前改底塘与对照塘水体活性磷含量基本一致,为0.6mg/L,且一天之内两个塘活性磷含量基本没有变化。改底机运行当天,随着改底机的运行,改底塘活性磷含量极速升高,最高达到1.2mg/L,增长幅度达100%,改底措施结束后活性磷含量降低,但整体来看改底塘仍然保持较高活性磷含量,且高于改底前及对照塘(见图7)。

  持续运行改底机后,改底塘活性磷含量一直持续增加,最高为0.9mg/L,增加幅度达到50%。停止运行后,改底塘水体活性磷含量逐渐回降,不过下降幅度较小,整体含量比对照塘高,且在一周内保持较高水平(见图8)。

  综上所述,运行通威改底机后有效促进了底质中不易释放的活性磷溶解释放到水体中,提高池塘水体活性磷含量,促进菌、藻生长,增加其浓度,达到快速肥水,降低肥水成本,提高养殖效益的目的。