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              河南旭阳农业科技有限公司
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              水产养殖中氮的转化以及pH对养殖的影响
              时间:2020-03-26  浏览: 次    分类:公司新闻

                     氮是构成生物体蛋白质的主要元素之一,在水体中起着非常重要的作用,而水体中氮的平衡,对水体养殖有着非常重要的作用。天然水体中氮、磷、硅元素的可溶性无机化合物在藻类的生长繁殖过程被吸收和利用,成为藻类的重要组成元素,因此通常把天然水中的可溶性氮、磷、硅称为营养元素。在藻类蛋白质中,氮元素和磷元素的含量分别约为10%和0.7%,磷在脂肪中的含量约占2%,硅元素是硅质生物(如硅藻等)的重要组成元素。水中氮化合物包括有机氮和无机氮两大类。有机氮主要是氨基酸、蛋白质、核酸和腐植质等物质中所含的氮。某些藻类和微生物可直接利用有机氮。在正常的养殖中,无机氮才是氮源最重要的来源,无机氮主要有溶解氮气(N2)、酰胺态氮、铵态氮(NH4+)、亚硝态氮(NO2-)和硝态氮(NO3-)。分子态氮只有被水中的固氮菌和固氮蓝藻通过固氮作用才能转化为可被植物利用的NH4+或NO3-,酰胺态氮植物叶面可以直接吸收,大多藻类也可以直接吸收,但是通过根系吸收需要在脲酶的作用下水解成铵态氮(NH4+)才能被植物吸收利用。一般浮游植物根系最先利用的是铵态氮,其次是硝态氮,最后是亚硝态氮,亚硝态氮是不稳定的中间产物,对鱼类和其他水生动物都有较大的毒性。但是长期大量施用硫酸铵,会把大量的SO42-带进水体,遇上厌氧条件,会还原生成有毒的H2S,增加了水体中有毒物质的积累。合理施用氮肥,注意水中有效形式的N/P值,仅在氮是真正的限制因子时,施用氮肥才能有效,如果水中相对缺磷,再施用氮肥就是浪费。
                  水中溶解的氮来自于动物分泌物、动植物尸体、沉入池底的饲料、鱼虾类的排泄物、肥料等,鱼类的含氮排泄物中80-90%为氨氮(取决于饲料中的蛋白质含量和投饲量),它们在微生物的作用下先分解为氨(NH3),氨在水中部分离解为离子态氨(NH4+),两者之和称为总氨(铵态氮)。在溶氧丰富的水体,亚硝化细菌和硝化细菌(均属好氧性细菌)大量繁殖,铵态氮则可被亚硝化细菌氧化为亚硝态氮(NO2-),亚硝态氮是很不稳定的中间产物,在硝化细菌的作用下很快氧化为硝态氮。如果水中缺氧,则好氧性微生物受到抑制,厌氧性微生物(如反硝化细菌)大量繁殖,水中有机物分解形成的总氨不仅无法进一步氧化为亚硝态氮和硝态氮,而且原有的亚硝态氮和硝态氮也被反硝化细菌还原为总氨,总氨又会被反硝化细菌还原为氮,并逸出水面。
              在养殖水体中,氨氮是一个重要的指标,水体中产生氨的四个方面:1、人工投料进入水体的中氨。2、含氮有机物的分解。3、水中缺氧时,含氮有机物被反硝化细菌还原.4、水生动物的代谢一般以氨的形式排出体外。氨易溶于水,在水中生成分子复合物:NH3·H2O,并有一部分解离成离子态氨(NH4+),并能形成化学平衡。离子氨或者离子态氮(NH4+)毒,非离子氨即分子态氨(NH3)有毒。分子氨和离子铵在水中可以互相转化,他们的数量取决于养殖水体的pH和水温。pH越小,水温越低,水体总氨中分子氨的比例越小,其毒性越低。pH<7时总氨几乎都是以铵离子形式存在,pH越大,水温越高,分子氨的比例越大,其毒性也就大大增加。氨水肥水之后,正常情况下放养鱼类无事,而在晴天的时候就容易发生鱼类中毒情况,其中一个很重要的原因就是光合作用消耗二氧化碳使水体pH上升,分子态氨含量随之上升。
              在水循环系统中,铵态氮可通过硝化作用转化成硝态氮,硝态氮对鱼类来说毒性非常小,但高浓度的硝酸盐也影响渗透作用和氧的运输,其毒性主要是由于鱼类不能在高盐环境中维持正常的渗透压,另外高浓度的硝态氮也会将二价的血红蛋白氧化为三价血红蛋白。亚硝态氮的毒性主要是影响氧的运输、重要化合物的氧化以及损坏器官组织。血液中亚硝态氮的增加将血红蛋白中的二价铁氧化为三价而失去了运输氧的能力(人体的一氧化碳中毒是因为一氧化碳极易与血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白丧失携氧的能力和作用,造成组织窒息,对全身的组织细胞均有毒性作用,尤其对大脑皮质的影响最为严重)。亚硝态氮还可引起小血管平滑肌松弛而导致血液淤积。温度对水体中硝化作用也有较大的影响,因为不同的硝化细菌对温度的要求不同,温度较低时,硝化作用减弱,在冬季几乎停止,氨氮很难转为为亚硝态氮,因而氨氮浓度会较大,温度升高,硝化细菌活性增强,硝化作用加速,可将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮,当亚硝态氮浓度增高到一定程度,又会造成亚硝酸盐的中毒。
                  水体、水体土壤中氮的转化尿素施入水体后,可以直接被水体中植物叶片吸收,但是不能直接被植物根系吸收利用,须在水体中脲酶以及水体土壤脲酶的作用下分解转化为氨,作物才能吸收利用。
              水体、水体土壤脲酶
              NH2CONH2           CO2 + 2 NH4+
              尿素(酰胺态氮)      H2O
              氮肥施入水体以及进入水体土壤后在微生物如硝化菌作用下,经亚硝化、硝化和反硝化作用,使铵态氮转化为亚硝态氮、硝态氮、氧化亚氮和氮气。                                     
                                分子氨                    挥发
              作物吸收                                  N2O  N2
                           反硝化细菌(缺氧)
              氮肥      铵态氮                  亚硝态氮            硝态氮
              亚硝化细菌(溶氧) (NO2-)  硝化细菌 (NO3-
                      
              淋溶               淋溶
               
                  pH是水溶液中非常重要的理化参数之一,池塘中pH的日正常变化范围为1-2,根据我国渔业水质标准,鱼类养殖的水体适合pH范围为6.5-8.5,最适宜的是弱碱性水体,即7-8.5,过高或者过低的pH都会对鱼类生长造成损害,在低pH的水环境中,鱼类血液中的pH也会相应下降,导致血液对于氧的承载力降低,鱼类在缺氧的情况下会表现出呼吸困难、摄食量减少、消化率低以及生长缓慢等症状,在持续的低pH情况下会出现死亡的情况;高pH会影响鱼类的血液循环并腐蚀鱼类的皮肤,使水体中的氨氮转化为分子氨浓度上升,毒性成倍增加,尤其是达到10以上,直接影响鱼类血液的pH,发生碱中毒,影响血液缓冲系统平衡,影响鱼类的正常生长发育。另外高pH的水体中易形成蓝绿藻,同时还会形成难溶性的磷酸三钙,导致水体中营养物质和能力循环减慢,营养不良。一般酸碱度对于鱼类致死的上限为pH为11,下限为pH为4,鱼类在pH6.5以下或者pH9.5左右一段时间,虽然不会立即死亡,但是对雨的生长以及生殖都有不利影响。pH还通过影响其他环境因子而间接影响鱼类的生长,如pH过低,Fe2+和H2S的浓度会增高,而这些成分的毒性又和低pH有协同增强毒性的作用,而pH过高也会增大分子氨的毒性,当pH为7时,绝大部分总氨氮是处在离子态的,当pH为8.75时,30%的总氨氮处于非离子态,对鱼类毒性较大。pH降低到6.8以下,将影响到硝化细菌的活性,是硝化细菌的生长受到一定的抑制,导致氨氮的转化速率小于生长速率,氨氮含量上升??刂瓢钡拇胧┍冉隙?,快速的比如使用氧化剂(次氯酸钠、二氧化氯等),也可以用光合细菌、EM菌等微生物制剂,增氧(过氧化物),调节水体的pH等。
              分子氨在水体中有昼夜和垂直变化,并且晴天尤为显著。早晨分子氨含量最低,而总氨含量最高,且上中下三层的分子氨和总氨含量较接近(分子氨往往是上层低于下层,这是因为鱼类聚集活动在上层,鱼类的呼吸作用是上层的pH低于下层,另外下层的总氨含量比上层高,所以正常情况其分子氨的比例上层要高)。白天,随着辐照度增加,上层浮游植物光合作用增强,水温升高,消耗以及水中游离的CO2减少,pH升高,使总氨明显下降,上下层总氨差异显著,分子氨上升,至下午3-4点上层分子氨达到最高值,而此时下层因有有机物分解致使pH下降,分子氨达到最低值,夜间,浮游植物光合作用停止,温度降低,pH下降,同时随着上下层产生对流,上层总氨含量逐渐上升,而分子氨含量逐渐下降。


               

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