溶解氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要作用

時(shí)間:2022-07-22 04:02:37

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溶解氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要作用

摘要:池塘中的溶解氧是指空氣中分子態(tài)氧溶解在水中,我國(guó)漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,一晝夜6小時(shí)以上的溶氧必須大于5mg/L,其余任何時(shí)候的溶解氧不得低于3mg/L。在高密度的養(yǎng)殖池塘,溶解氧的變化直接影響了養(yǎng)殖魚(yú)蝦的成活率和生長(zhǎng)速率,利用智能設(shè)備對(duì)池塘中的溶解氧進(jìn)行智能監(jiān)控,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)池塘中的溶解氧,一能預(yù)防養(yǎng)殖魚(yú)蝦的缺氧,二能合理使用漁業(yè)機(jī)械,三能指導(dǎo)科學(xué)調(diào)水,在節(jié)能的同時(shí),大大提高養(yǎng)殖效率和成功率,向智慧漁業(yè)邁進(jìn)。

關(guān)鍵詞:溶解氧;智能化物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng);智慧漁業(yè);科學(xué)肥水

溶解氧是決定水產(chǎn)養(yǎng)殖成敗的首要關(guān)鍵因素,在溶解氧充足的池塘,餌料生物生長(zhǎng)繁殖旺盛,養(yǎng)殖魚(yú)蝦搶食能力強(qiáng),餌料系數(shù)低,氨氮能迅速被轉(zhuǎn)化成為硝酸鹽而被浮游植物利用。反之池塘中則容易產(chǎn)生硫化氫、甲烷等有害氣體,以及氨氮和亞硝酸鹽等有毒物質(zhì),導(dǎo)致養(yǎng)殖動(dòng)物食欲不佳,機(jī)體受損,病害增多,餌料系數(shù)增高,生長(zhǎng)緩慢甚至死亡。而利用智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)溶解氧的新技術(shù),能大大解決上述矛盾,提高養(yǎng)殖的成功率。

1溶解氧的來(lái)源、變化規(guī)律和對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響與利用

充足的溶解氧可以改善魚(yú)蝦的生長(zhǎng)生活環(huán)境,而溶解氧的來(lái)源、變化規(guī)律和消耗有一定的規(guī)律可循。

1.1溶解氧的來(lái)源

在池塘中,溶解氧的來(lái)源最重要的一部分是水生浮游植物的光合作用(通常占到80%-90%),而空氣中溶入、雨、雪、地下水等帶入的溶解氧只是極少的一部分(通常在10%-20%)。所以溶解氧會(huì)隨著光合作用的強(qiáng)度變化而變化。在晴天到時(shí)候,光合作用強(qiáng),池塘中的溶解氧含量也高,在日中后2個(gè)小時(shí)左右,溶解氧會(huì)達(dá)到一天的峰值。

1.2溶解氧的變化規(guī)律

由于池塘中水的上下層對(duì)流、水平運(yùn)動(dòng)、溫度變化引起的光合作用強(qiáng)度的變化等原因,一天中,溶解氧有晝夜、水平、垂直的變化。晴天白天,表層比底層光合作用強(qiáng)度大,溶解氧含量較底層水要高,夜晚隨著水溫的變化引起的密度變化,表層的富氧水運(yùn)動(dòng)到底層,底層溶解氧較表層高,由于風(fēng)帶動(dòng)水體運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)帶入一部分空氣中的氧溶入水中,所以下風(fēng)口的溶解氧較上風(fēng)口要高。在一年中,池塘中的溶解氧也會(huì)隨著季節(jié)的變化而變化。因此,由于多種因素的共同作用,水體中溶氧的變化規(guī)律其實(shí)非常復(fù)雜,僅憑經(jīng)驗(yàn)很難完全準(zhǔn)確掌握,一旦出現(xiàn)誤判,就可能造成巨大的損失。

1.3溶解氧的消耗

池塘中的浮游植物除了進(jìn)行光合作用產(chǎn)生溶解氧之外,還會(huì)進(jìn)行呼吸作用消耗溶解氧,養(yǎng)殖動(dòng)物的糞便,殘餌的分解,也需要耗氧,這些統(tǒng)稱(chēng)為水呼吸,水呼吸是溶解氧的最重要的消耗。而水中的浮游動(dòng)物、養(yǎng)殖動(dòng)物的呼吸作用消耗溶解氧僅占全部溶解氧消耗的20%左右。因此通常在天亮后的一個(gè)小時(shí)左右,也是太陽(yáng)照到水面前的一個(gè)小時(shí)左右,溶氧將達(dá)到一天的最低值,此時(shí)導(dǎo)致缺氧死魚(yú)的事故風(fēng)險(xiǎn)最高。

2溶解氧與水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)系及缺氧的危害

溶氧量充足改善魚(yú)類(lèi)棲息的生活環(huán)境,降低氨氮、亞硝酸態(tài)氮、硫化氫等有毒物質(zhì)的濃度。漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB11607-1989)要求,池塘養(yǎng)殖過(guò)程中,溶解氧的含量在16h內(nèi)不能低于5mg/l,其余任何時(shí)刻不能低于3mg/l,溶解氧低于這個(gè)水平,養(yǎng)殖動(dòng)物容易缺氧而浮頭、窒息、死亡,嚴(yán)重時(shí)甚至引起泛池,大大降低了養(yǎng)殖成功率。實(shí)踐證明,溶解氧與攝食量有非常緊密的聯(lián)系,溶氧量5mg/L以上,魚(yú)類(lèi)攝食正常;溶氧量降為4mg/L,魚(yú)類(lèi)攝食量下降13%;溶氧量降為2mg/L,魚(yú)攝食量下降54%,生長(zhǎng)停滯,開(kāi)始出現(xiàn)浮頭現(xiàn)象;溶氧量降為1mg/L,魚(yú)蝦類(lèi)基本不吃食,而且浮游出水面,形成浮頭現(xiàn)象;溶氧量降為0.5mg/L,魚(yú)蝦類(lèi)在幾小時(shí)就會(huì)全部窒息死亡。溫水性魚(yú)類(lèi):要保證魚(yú)蝦正??焖偕L(zhǎng),溶氧量24h中8h溶解氧含量不能低于4mg/L,16h保證在5mg/L以上,何時(shí)候都不能低于2mg/L。冷水性魚(yú)類(lèi):溶解氧的臨界濃度為2mg/L~3mg/L。觀賞魚(yú)類(lèi)要求水中的溶氧量在3mg/L以上,溶氧量越高,變色速度也越快。如果下降到1mg/L,金魚(yú)就會(huì)浮頭,變色慢且無(wú)光澤。草魚(yú)、鰱、鳙:青魚(yú)、鰱、鳙在水中溶氧低于1mg/L時(shí)開(kāi)始浮頭,當(dāng)?shù)陀?.4mg/L時(shí)就窒息死亡。鯉、鯽:鯉、鯽的窒息范圍為0.1mg/L~0.4mg/L。草魚(yú):草魚(yú)在5.5mg/L溶氧的水體生長(zhǎng)比2.7mg/L增肉率提高9.88倍,飼料系數(shù)降低5.5倍。河蟹:河蟹育苗場(chǎng):溶氧8.4mg/L,70kg/667m2;溶氧6.6mg/L,50kg/667m2;比未增氧的土池育苗高出更多,而且蟹苗病少、活潑、個(gè)體大、培育豆扣蟹種成活率高,能長(zhǎng)大蟹溶氧。蝦:溶氧含量降低到3mg/L以下時(shí),對(duì)蝦攝食量明顯減少;溶氧含量降低到2mg/L以下時(shí),對(duì)蝦幾乎不攝食。對(duì)蝦集約化養(yǎng)殖中溶氧含量最好控制在7mg/L以上,對(duì)蝦生長(zhǎng)較快。溶氧量與飼料系數(shù):溶氧量從7.6mg/L下降到3.1mg/L,飼料系數(shù)提高5.6倍、而生長(zhǎng)速度卻降低9倍至10倍。溶解氧還可以直接反應(yīng)池塘中浮游植物的情況,當(dāng)池塘中溶解氧高時(shí)過(guò)高,低時(shí)過(guò)低,則說(shuō)明池塘中浮游植物含量過(guò)高,存在著倒藻的危險(xiǎn),倒藻時(shí)產(chǎn)生的藻毒素能迅速致死魚(yú)蝦,造成養(yǎng)殖的大損失。所以,在一定范圍內(nèi),保持較高池塘中的溶解氧水平,有利于養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng),有利于池塘養(yǎng)殖的高產(chǎn)高效。

3智能監(jiān)控溶解氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用

在預(yù)防水體缺氧上,我們通常會(huì)采取培藻培水,加裝增氧機(jī),加注新水,甚至用便攜式溶氧儀去測(cè)水體溶氧等等手段去預(yù)防,這些方法固然是正確的,但是現(xiàn)在便攜式溶氧儀檢測(cè)一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溶氧局限性實(shí)在是太大了,尤其在晴天白天,基本沒(méi)什么意義。我們需要至少需要了解24h水體溶解氧水平,觀察溶氧變化規(guī)律,提前預(yù)知水質(zhì)變化,監(jiān)測(cè)藻類(lèi)的含量豐富度。根據(jù)水體的溶氧變化,制定調(diào)水方案,做到科學(xué)肥水。智能監(jiān)控溶解氧系統(tǒng)此時(shí)將發(fā)揮它的功能。

3.1智能監(jiān)控溶解氧系統(tǒng)的組成

智能監(jiān)控溶解氧系統(tǒng)由傳感器、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)平臺(tái)和智能設(shè)備四部分組成,通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)池塘中的溶解氧,傳送到物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)平臺(tái),最終顯示在電腦、智能手機(jī)、平板電腦等智能設(shè)備上。如圖1所示:此系統(tǒng)可以隨時(shí)通過(guò)手機(jī)APP或電腦了解到現(xiàn)場(chǎng)溶解氧的情況,查詢(xún)?nèi)魏螘r(shí)間的溶解氧值,通過(guò)對(duì)智能設(shè)備的設(shè)置,可在溶解氧低于某個(gè)水平時(shí)自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)啟動(dòng)增氧設(shè)備,極大的方便了水產(chǎn)養(yǎng)殖工作人員控制現(xiàn)場(chǎng)狀況,降低缺氧風(fēng)險(xiǎn)。

3.2智能監(jiān)控溶解氧在養(yǎng)殖中的應(yīng)用

在春初秋末,池塘水溫較低,光照不足,藻類(lèi)繁殖數(shù)量不夠,光合作用強(qiáng)度弱,此時(shí)溶解氧含量較低,養(yǎng)殖魚(yú)蝦容易在此時(shí)缺氧、進(jìn)而引發(fā)魚(yú)類(lèi)的浮頭,早春,養(yǎng)殖魚(yú)蝦的缺氧會(huì)引起相應(yīng)的應(yīng)激反應(yīng),如不及時(shí)處理,它們的體質(zhì)就會(huì)變?nèi)?,在中后期抵抗力下降,患病率提高。而在晚秋,養(yǎng)殖過(guò)程中積累的糞便,殘餌較多,這些物質(zhì)的在缺氧的情況下分解,產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體,造成不良后果。利用智能設(shè)備監(jiān)控溶解氧,及時(shí)的反映池塘中溶解氧的情況,在溶解氧含量高時(shí),自動(dòng)打開(kāi)報(bào)警系統(tǒng)和增氧機(jī),大大提高增氧機(jī)的使用效率,降低浮頭等方面的危害。在夏季的高溫季節(jié),水溫升高,藻類(lèi)大量繁殖,短時(shí)吸收池塘的營(yíng)養(yǎng),快速形成倒藻;接著藻毒,病菌接踵而來(lái);“倒藻”就是養(yǎng)殖水體中的藻類(lèi)大量或全部死亡,導(dǎo)致水色驟然變清、變濁甚至于變紅(硅藻)。養(yǎng)殖初期個(gè)體尚小時(shí)水色會(huì)變清,相反則會(huì)變濁。其中變濁又有黃濁、白濁和粉綠色混濁之分。如果處理不善,“倒藻”會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖動(dòng)物缺氧、發(fā)病甚至大量死亡。發(fā)生“倒藻”時(shí),首先溶解氧會(huì)下降,二氧化碳會(huì)增加,使pH值迅速下降;其次,大量的死藻分解,會(huì)加大耗氧外,還會(huì)產(chǎn)生氮氮和亞硝酸鹽;第三,水中的原生物會(huì)大量繁殖,反過(guò)來(lái)抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)。倒藻之前的水,溶解氧含量一般特別高,在利用智能設(shè)備監(jiān)控溶解氧,在溶解氧含量最高的時(shí)候發(fā)出警報(bào),提醒養(yǎng)殖者及時(shí)調(diào)水改水,能最大限度的避免倒藻引起的養(yǎng)殖魚(yú)蝦死亡。如圖2所示,紅色曲線表示池塘中溶解氧變化較大,藻類(lèi)含量過(guò)多,存在倒藻高風(fēng)險(xiǎn),屬于較危險(xiǎn)水體,應(yīng)及時(shí)調(diào)水。綠色曲線表示溶解氧變化適中,全天數(shù)據(jù)均在安全線范圍內(nèi),是安全穩(wěn)定的好水;藍(lán)色曲線表示池塘中水比較瘦,藻類(lèi)數(shù)量少,溶解氧在安全線以上時(shí)間短,長(zhǎng)時(shí)間處于缺氧狀態(tài),需要及時(shí)肥水。在養(yǎng)殖過(guò)程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶解氧,在溶解氧低于安全線時(shí),通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),自動(dòng)打開(kāi)增氧機(jī),降低養(yǎng)殖動(dòng)物浮頭、泛塘的概率,既經(jīng)濟(jì)節(jié)約,又安全有效。曲線反應(yīng)的池塘溶解氧情況,直觀、科學(xué)的反應(yīng)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)情況,為科學(xué)肥水提供數(shù)據(jù)支持。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是世界第一的水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó),但養(yǎng)殖技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還處于落后的地位,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)溶解氧等關(guān)鍵因子的智能監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)智能化、可控化、自動(dòng)化養(yǎng)殖的智慧漁業(yè),對(duì)提高我國(guó)養(yǎng)殖的整體水平有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

作者:徐俊龍 莫莉莉 陽(yáng)連貴 單位:廣西欽州農(nóng)業(yè)學(xué)校