溶解氧測(cè)控對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要性

米來(lái)-小米

溶解氧測(cè)控儀在線使用測(cè)控的重要性

1、用戶通過(guò)設(shè)備顯示窗可直觀看到養(yǎng)殖水環(huán)境溶解氧的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，規(guī)避藥劑、試紙間歇、定點(diǎn)、定時(shí)檢測(cè)弊端
2、通過(guò)實(shí)時(shí)溶解氧數(shù)據(jù)為養(yǎng)殖戶科學(xué)調(diào)控養(yǎng)殖水環(huán)境溶解氧提供依據(jù)，合理增氧，降低養(yǎng)殖用電成本
3、通過(guò)溶解氧實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)優(yōu)化投料時(shí)間及投料量，優(yōu)化餌料系數(shù)，降低養(yǎng)殖飼料成本
4、通過(guò)溶解氧短、中、長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)狀況進(jìn)行提前預(yù)判，并通過(guò)換水、合理使用藥劑對(duì)水質(zhì)調(diào)控，降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化養(yǎng)殖藥劑效果
5、通過(guò)設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制裝置實(shí)現(xiàn)增氧設(shè)備的自動(dòng)開(kāi)啟/關(guān)閉及報(bào)警提醒，避免人工值守弊端，降低養(yǎng)殖人工成本

前言
     
      一切耗氧生物的生存、生長(zhǎng)和繁殖都離不開(kāi)氧氣。空氣中氧氣的含量高而穩(wěn)定，約占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(dāng)于空氣中氧氣含量的1/20，海水中更少，因而水中的溶氧量成為水生動(dòng)物生命現(xiàn)象和生命過(guò)程的一個(gè)限制性因素，是水產(chǎn)養(yǎng)殖中人們最為關(guān)注的重要因子之一。
     然而在養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)踐中，長(zhǎng)期以來(lái)由于普遍缺乏對(duì)水體溶氧進(jìn)行及時(shí)有效監(jiān)測(cè)手段，對(duì)水體溶解氧變化的潛在危害認(rèn)識(shí)不足，很多養(yǎng)殖群體顧及增氧成本，把養(yǎng)殖生物有無(wú)浮頭現(xiàn)象作為水體溶氧是否充足的判斷標(biāo)準(zhǔn)，看到浮頭以后才采取增氧措施，這實(shí)際上是把增氧當(dāng)作一種“救命”措施；還有些養(yǎng)殖群體擔(dān)心水體缺氧對(duì)養(yǎng)殖生物的影響，不考慮實(shí)際溶解氧狀況，對(duì)養(yǎng)殖水環(huán)境持續(xù)增氧，使水體氧濃度一直處于高位狀態(tài)。這些都是非科學(xué)的管理方法，常常導(dǎo)致不必要的損失或降低潛在的收益。

一： 溶氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用  

    （1） 提供養(yǎng)殖動(dòng)物生命活動(dòng)所必需的氧氣  
 （2）有利于耗氧性微生物生長(zhǎng)繁殖,促進(jìn)有機(jī)物降解
 （3）減少有毒、有害物質(zhì)的作用  
 （4）抑制有害的厭氧微生物的活動(dòng)  
 （5）增強(qiáng)養(yǎng)殖水產(chǎn)品免疫力  

二： 水中的溶氧量及影響因素
      
      水體中的溶氧是以分子狀態(tài)溶解于水中。氧氣在水中的溶入（溶解）和解析（逸散）是一個(gè)動(dòng)態(tài)可逆過(guò)程，當(dāng)溶入和解析速率相等時(shí)，即達(dá)到溶氧的動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)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(zhì)（如其它氣體、有機(jī)物或無(wú)機(jī)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(guān)關(guān)系，自然條件下大氣氧分壓不會(huì)有大幅度變化，因此對(duì)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(duì)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(shù)情況下,養(yǎng)殖水體中溶氧的實(shí)際含量低于飽和溶氧量，其數(shù)值取決于當(dāng)時(shí)條件下水中增氧與耗氧動(dòng)態(tài)平衡作用的結(jié)果。當(dāng)增氧大于耗氧時(shí)，溶氧趨于飽和，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)“過(guò)飽和”現(xiàn)象，這一般會(huì)出現(xiàn)在晴天午后，藻類(lèi)密度高、光合作用強(qiáng)的池塘中；當(dāng)耗氧占主導(dǎo)地位時(shí)，水中溶氧開(kāi)始持續(xù)下降，其結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)低氧甚至無(wú)氧水區(qū)，此時(shí)可能出現(xiàn)養(yǎng)殖動(dòng)物“浮頭”，甚至“泛塘”現(xiàn)象。  在池塘養(yǎng)殖中，水中的增氧主要來(lái)源于浮游植物光合作用放氧、人工增氧(機(jī)械增氧、化學(xué)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占的比例也各不相同。富營(yíng)養(yǎng)型靜水池塘以光合作用增氧為主,高密度精養(yǎng)池塘以人工增氧為主，貧營(yíng)養(yǎng)型水體及流動(dòng)水體以大氣溶解增氧貢獻(xiàn)較大。  
      水體中的耗氧作用可分為生物、化學(xué)和物理來(lái)源的耗氧。生物耗氧包括動(dòng)物、植物和微生物的呼吸作用所消耗的溶氧，大多數(shù)情況下，水中的浮游生物和底棲生物呼吸耗氧占據(jù)池塘耗氧的絕大部分。化學(xué)耗氧包括環(huán)境中，有機(jī)物的氧化分解和無(wú)機(jī)物的氧化還原。物理耗氧主要指水中溶氧向空氣中逸散，只占據(jù)很小部分，這一過(guò)程僅在水-氣界面進(jìn)行。

三： 養(yǎng)殖池塘水體中溶氧的變化規(guī)律  

       水中溶氧的分布與變化既呈現(xiàn)出復(fù)雜多變的態(tài)勢(shì)，又具有相對(duì)的規(guī)律性。

(1) 晝夜變化

       在沒(méi)有人工增氧作用的養(yǎng)殖池塘中，上層水的溶氧晝夜變化十分明顯。通常情況，下午高于早晨，白天高于夜間。白天隨著藻類(lèi)光合作用的進(jìn)行溶氧逐漸上升，至下午日落前達(dá)到最大值，夜間由于藻類(lèi)不能進(jìn)行光合作用，而各種耗氧作用依然進(jìn)行，因此水體溶氧會(huì)持續(xù)下降，至清晨日出前達(dá)到最低水平。但隨著水層深度的增加，特別是在補(bǔ)償深度以下，溶氧的晝夜變化也趨于減弱甚至停滯。  

(2) 季節(jié)變化  

      冬春兩季溫度較低，藻類(lèi)生長(zhǎng)受到抑制，光合作用弱，產(chǎn)生的氧氣少，而此時(shí)水中生物量低，呼吸作用和化學(xué)耗氧下降，因此溶氧相對(duì)較低且變化較小。夏秋兩季水溫高、光照強(qiáng)烈，藻類(lèi)生長(zhǎng)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(dòng)植物尸體等各種有機(jī)廢物含量最高、耗氧最強(qiáng)烈的季節(jié)，因而此時(shí)水體溶氧變化大，并會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)溶氧過(guò)飽和水區(qū)，低氧甚至無(wú)氧水區(qū)等極端溶氧水平，是水產(chǎn)養(yǎng)殖最容易出現(xiàn)溶氧問(wèn)題的季節(jié)。

(3) 垂直變化  
   
      溶氧在水中的分布呈現(xiàn)出從上到下垂直遞減狀態(tài)，藻類(lèi)只能在有光線的水層中生長(zhǎng)并進(jìn)行光合放氧，而耗氧作用卻在每一個(gè)深度都不停地進(jìn)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(xiàn)象常見(jiàn)于高溫季節(jié)的深水池塘。

(4) 低氧對(duì)動(dòng)物的危害及其行為反應(yīng)  

      當(dāng)水中溶氧不足時(shí)，首先直接對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物產(chǎn)生不利影響；其次是通過(guò)影響水體環(huán)境其它生物和理化指標(biāo)而間接影響?zhàn)B殖動(dòng)物，致使其生長(zhǎng)、繁殖甚至生存造成不同程度的危害，輕則體質(zhì)下降、生長(zhǎng)減緩，重則浮頭、泛塘，導(dǎo)致大量死亡。

4.1 臨界溶氧和致死溶氧  
      水中溶氧低于某一水平時(shí)，養(yǎng)殖動(dòng)物的生理代謝和生長(zhǎng)開(kāi)始受到不利影響，但并不會(huì)導(dǎo)致死亡，這時(shí)的溶氧濃度稱為臨界溶氧。若溶氧繼續(xù)降低，到不能滿足生理上的最低需要時(shí)，養(yǎng)殖動(dòng)物會(huì)因窒息而死亡，此時(shí)的溶氧濃度稱為致死溶氧。臨界溶氧和致死溶氧依動(dòng)物種類(lèi)和規(guī)格不同而異，并且受到水溫、鹽度等其它環(huán)境因子的影響，例如，隨著水溫升高動(dòng)物的致死溶氧下降。

4.2 動(dòng)物對(duì)低氧的行為反應(yīng)
      當(dāng)水中溶氧稍低于臨界水平時(shí)，養(yǎng)殖動(dòng)物開(kāi)始表現(xiàn)出攝食下降、生長(zhǎng)減慢、飼料系數(shù)增加，蝦類(lèi)脫殼頻率降低，且經(jīng)常在淺水區(qū)活動(dòng)；動(dòng)物經(jīng)常群集在增氧機(jī)附近。長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)低氧會(huì)降低動(dòng)物對(duì)環(huán)境脅迫和對(duì)疾病的抵抗力，常常導(dǎo)致應(yīng)激性疾病的發(fā)生。在接近致死溶氧時(shí)，養(yǎng)殖動(dòng)物將停止采食，因呼吸困難而大批游到水面吞取空氣，發(fā)生嚴(yán)重的“浮頭”現(xiàn)象。此時(shí)魚(yú)蝦運(yùn)動(dòng)活力很低，對(duì)外界刺激反應(yīng)遲鈍。高密度養(yǎng)殖條件下，如果浮頭發(fā)生在上半夜或午夜剛過(guò)，表明水體嚴(yán)重缺氧，應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施，否則會(huì)造成魚(yú)蝦大批死亡，甚至泛塘。

(5) 池塘養(yǎng)殖中的溶氧管理  
     
       溶氧管理是池塘養(yǎng)殖水質(zhì)管理的一個(gè)重要內(nèi)容，是一項(xiàng)以動(dòng)物的溶氧需求為基礎(chǔ)、以觀察和測(cè)定為依據(jù)，以預(yù)防為主、各種措施綜合應(yīng)用的系統(tǒng)工程。在實(shí)際生產(chǎn)中，水中溶氧水平是否合適不能以魚(yú)蝦是否浮頭為標(biāo)志，而應(yīng)以保證魚(yú)蝦正常生理需求為標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，養(yǎng)殖水體溶氧連續(xù)24 h中，必須有16 h以上大于5 mg/l，任何時(shí)候不能低于3 mg/l。

5.1 溶氧的測(cè)定

5.1.1 測(cè)定方法  

      水中溶氧可以用化學(xué)方法或儀器法測(cè)定，經(jīng)典的化學(xué)測(cè)定方法是碘量法，此法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度高，也被用來(lái)檢驗(yàn)其它方法的可靠程度。碘量法測(cè)定水中溶氧需要配制多種試劑溶液，測(cè)定步驟也比較繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，因此多用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，在實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)條件下應(yīng)用多有不便。市場(chǎng)上常見(jiàn)的溶氧測(cè)定試劑盒，是另外一種以化學(xué)法為基礎(chǔ)、根據(jù)目視色差來(lái)大體判斷水中溶氧范圍的現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定方法，比較實(shí)用。但據(jù)筆者了解，目前所見(jiàn)的大多數(shù)此類(lèi)試劑盒的靈敏度太低，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的實(shí)用性降低。
      設(shè)備測(cè)定法是一種操作簡(jiǎn)便、結(jié)果可靠的快速測(cè)定方法。養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)可使用溶解氧檢測(cè)及測(cè)控儀器設(shè)備，只要將溶氧探測(cè)浮筒投入到水下固定深度，結(jié)果很快就會(huì)以數(shù)字的形式在屏幕顯示出來(lái)。在2010年以前，由于我國(guó)國(guó)內(nèi)在溶解氧監(jiān)測(cè)領(lǐng)域核心傳感器技術(shù)一直未形成國(guó)產(chǎn)化批量生產(chǎn)，造成國(guó)內(nèi)溶解氧測(cè)控設(shè)備相對(duì)較貴，質(zhì)量也參差不齊，且很多情況下因維護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致使用壽命大大縮短，使得設(shè)備測(cè)定法在我國(guó)實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)中使用很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及其它養(yǎng)殖發(fā)達(dá)國(guó)家那樣普及。但隨著養(yǎng)殖集約化程度的提高和管理水平的上升，可以預(yù)料在不久的將來(lái)，溶解氧測(cè)控設(shè)備將會(huì)成為養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)主要的測(cè)定儀器。

5.1.2 測(cè)定時(shí)間和頻次  
     
       一般情況下，固定式在線儀表可以采用現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)測(cè)量的方式，養(yǎng)殖群體可以實(shí)時(shí)觀察養(yǎng)殖水環(huán)境溶解氧濃度，并作出科學(xué)的判斷。便攜式溶解氧檢測(cè)儀每天測(cè)定4次以上或根據(jù)用戶需求完成，測(cè)定時(shí)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，有助于判斷水體溶氧是否處于合適范圍，尤其是有助于預(yù)防“泛塘”等嚴(yán)重缺氧事件的發(fā)生。對(duì)于剛剛采取過(guò)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(xiàn)溶氧問(wèn)題的池塘，應(yīng)盡可能增加測(cè)定頻次。  

5.1.3 測(cè)定位置  
     
       應(yīng)在具有代表性的位置測(cè)定，所測(cè)結(jié)果應(yīng)能反映大多數(shù)養(yǎng)殖動(dòng)物所處環(huán)境的溶氧狀況，因此不宜僅在水表層或增氧機(jī)附近測(cè)定。在任何情況下，測(cè)定池底及中部溶氧對(duì)了解水體的溶氧狀況并采取相應(yīng)措施具有十分有益的參考作用。
5.2 增氧措施  
      養(yǎng)殖生產(chǎn)中，溶氧管理實(shí)質(zhì)上就是通過(guò)采取各種直接或間接的增氧措施，既能保證養(yǎng)殖動(dòng)物處于一個(gè)良好的溶氧環(huán)境、達(dá)到最佳生產(chǎn)效益，又不至于過(guò)度增氧導(dǎo)致成本浪費(fèi)。從整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程和環(huán)節(jié)來(lái)講，可從以下幾方面著手。  

5.2.1 加強(qiáng)池底清淤消毒，合理安排放養(yǎng)密度  
     
       在條件許可的情況下，應(yīng)在每?jī)刹琊B(yǎng)殖生產(chǎn)之間干塘清淤，用生石灰對(duì)池底進(jìn)行消毒并翻耕暴曬。這樣既可殺滅病原生物，降低養(yǎng)殖過(guò)程中感染病害的風(fēng)險(xiǎn)，又可氧化底泥中的有機(jī)物，除去池底的氨氮、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)，減少養(yǎng)殖過(guò)程中的底泥耗氧，起到間接增氧作用；同時(shí)還可以提高水體的硬度和堿度，增加水體緩沖能力，有助于保持養(yǎng)殖過(guò)程中水質(zhì)的穩(wěn)定性。在投放苗種時(shí)應(yīng)根據(jù)養(yǎng)殖種類(lèi)、水體條件、進(jìn)排水能力、設(shè)備配置、管理水平以及期望的產(chǎn)量和規(guī)格等合理安排放養(yǎng)密度。過(guò)高的密度將會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物個(gè)體之間的“爭(zhēng)氧”，降低了生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效益反而有可能下降，同時(shí)還會(huì)增加管理難度和風(fēng)險(xiǎn)。  

5.2.2 選擇優(yōu)質(zhì)飼料，采用科學(xué)投飼技術(shù)  

       一般情況下，糞便和殘餌是精養(yǎng)池塘中有機(jī)污染的最大來(lái)源，有機(jī)物降解過(guò)程會(huì)消耗大量氧氣。投喂?fàn)I養(yǎng)不平衡的單一原料或低質(zhì)飼料，由于適口性不佳且消化不充分，將導(dǎo)致池塘中糞便和殘餌增加；而優(yōu)質(zhì)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(xué)的投飼技術(shù)同樣重要，應(yīng)根據(jù)天氣、水質(zhì)、動(dòng)物的攝食和生長(zhǎng)等情況嚴(yán)格控制并隨時(shí)調(diào)整投飼量，宜少量多次，避免過(guò)量投喂產(chǎn)生殘餌。在養(yǎng)魚(yú)池塘使用投餌機(jī)以及投喂膨化浮性顆粒飼料也有助于減少殘餌。

5.2.3 控制藻類(lèi)生長(zhǎng)繁殖，提高天然增氧效果  

      浮游植物光合放氧是池塘水體溶氧的重要來(lái)源，很多情況下甚至是最主要的來(lái)源，但過(guò)盛繁殖的藻類(lèi)夜間會(huì)因旺盛的呼吸作用而大量消耗水體溶氧，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此，應(yīng)采取生物和化學(xué)等多種調(diào)控措施保持水中合適的藻類(lèi)密度，到達(dá)理想的增氧效果。實(shí)際生產(chǎn)中藻類(lèi)密度具體測(cè)定并不方便，根據(jù)水色和透明度來(lái)直觀判斷比較有效。不同的池塘條件和不同的養(yǎng)殖對(duì)象及養(yǎng)殖階段，對(duì)水色和透明度的要求有所差異，但總的來(lái)說(shuō)，保持嫩綠或淺褐水色以及25～40 cm的透明度是比較合適的。

5.2.4 掌握水中溶氧動(dòng)態(tài)，靈活進(jìn)行人工增氧  

      在高密度池塘養(yǎng)殖中，人工增氧是養(yǎng)殖成功的必備條件，也是養(yǎng)殖成本中除飼料以外的最大部分。出于對(duì)電耗成本的考慮，以及對(duì)低氧潛在危害的認(rèn)識(shí)不足，很多養(yǎng)殖者對(duì)增氧機(jī)的配置和使用并不合理，很多時(shí)候把人工增氧當(dāng)作一種“救命”措施。科學(xué)的做法是在了解養(yǎng)殖動(dòng)物溶氧需求和水中實(shí)際溶氧水平的基礎(chǔ)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(guò)度增氧而造成的成本浪費(fèi)。  
       機(jī)械增氧是人工增氧的最主要方式，其核心部分是增氧機(jī),主要有攪拌式(如水車(chē)式增氧機(jī)、葉輪式增氧機(jī)等)和充氣式(如射流式、曝氣式)兩類(lèi),各有優(yōu)點(diǎn),應(yīng)根據(jù)不同養(yǎng)殖條件分別選用或混合使用。開(kāi)動(dòng)增氧機(jī)可促進(jìn)水體流動(dòng)和水質(zhì)均勻化,增加水中的溶氧量、散發(fā)水中的有毒氣體。開(kāi)機(jī)時(shí)間長(zhǎng)短也應(yīng)根據(jù)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(yīng)急情況下,化學(xué)增氧劑的使用也是十分必要的。

5.2.5 清除野雜魚(yú)蝦，適時(shí)進(jìn)水排污  

      池塘中非養(yǎng)殖動(dòng)物（如野魚(yú)雜蝦、螺類(lèi)等）不可避免地與養(yǎng)殖動(dòng)物在營(yíng)養(yǎng)和水體環(huán)境方面產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，從而造成營(yíng)養(yǎng)流失、環(huán)境惡化等危害，包括降低水體溶氧。應(yīng)盡可能在放養(yǎng)前殺滅池塘及水源帶來(lái)的野雜魚(yú)蝦，并在養(yǎng)殖過(guò)程中進(jìn)行清除。如果條件具備，應(yīng)經(jīng)常補(bǔ)充新水，同時(shí)進(jìn)行排污。注入新水可以及時(shí)而有效地改善水體溶氧，但需要注意的是注入的水應(yīng)是沒(méi)有污染、溶氧高，溫度和鹽度等與現(xiàn)有池水接近的新鮮水，否則會(huì)引進(jìn)新的污染或造成動(dòng)物的脅迫效應(yīng)。

5.2.6 及時(shí)明察環(huán)境變化，預(yù)防突發(fā)溶氧事故  

      水產(chǎn)養(yǎng)殖中，一方面天氣變化具有不確定性和不可控制性，水環(huán)境本身也在時(shí)刻發(fā)生變化，同時(shí)天氣又對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生重要影響；另一方面水體溫度、鹽度、pH值等環(huán)境因子短時(shí)間內(nèi)的劇烈變化又會(huì)對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物產(chǎn)生脅迫效應(yīng)。實(shí)際生產(chǎn)中這種變化是不可避免的，因此只能在養(yǎng)殖過(guò)程中加強(qiáng)管理，及時(shí)明察，尤其是高溫悶熱和暴雨、強(qiáng)風(fēng)天氣應(yīng)做好應(yīng)急措施（機(jī)械和化學(xué)增氧），預(yù)防和處理突發(fā)的溶氧事故。

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