虾类养殖水体水质及底泥条件对养殖生态系统的影响

陈壁波，黄璇卿，曾运萍

（汕头职业技术学院自然科学系，广东 汕头 515041）

在水产养殖过程中要求养殖先养水，养“水”永远是核心。现代化的水产养殖需要农户养殖管理模式逐步走向集约化，提高养殖过程中的水体生态系统管理水平。虾类养殖在实际的养殖生产过程中虾塘水体水质和底泥情况的好坏，对养殖收成有重大的影响。饲料喂养养殖中过剩饲料残存池底，造成底泥酸化，硫化氢过高，产生毒性抑制物质，季节气温变化造成水体亚硝酸盐、氨氮增加，溶解氧下降，藻类大量繁殖导致富营养化等水体生态变化现象是广大养虾农户碰到的最主要问题，也极大的影响着每年农民的收成效益。因此，系统的分析和讨论养殖过程中水质及底泥条件对养殖生态系统的影响，对解决养殖农户碰到的问题，形成科学养殖模式，提升效益有着重要的实际意义和经济价值。

1 水质条件对虾类养殖生态系统的影响

虾类的生长对水体的水质有着严格的要求，水质变化会影响虾苗的生长速度和存活，影响养殖的产量和收益。pH、溶解氧、氨氮、藻类和悬浮物、透明度等是虾类养殖水质生态条件重要的指标，对虾类养殖生态系统有着不同的影响和意义。

1.1 pH值对养殖水体生态的影响

虾类各个阶段的生长过程中对养殖水体的pH值非常敏感，养殖水体中不同的pH值对虾类的生长有很大的影响。当pH值低于6.5，水质偏酸性时，就会导致虾血液中的pH值下降，削弱了虾血液的载氧能力，造成虾生长过程的生理缺氧，造成呼吸困难，严重时使其窒息，从而影响虾的成活与生长；当水体的pH值过高，超过8.5时，水中的NH4+就会转变成NH3，导致水体的毒性增大，同样不利于虾类的生长。虾类苗种培育阶段最适宜的pH值为7.5～8.0，成虾养殖阶段最适宜的pH值为7.0～8.5。因此，虾类养殖水体在养殖过程中应保持pH值在6.5～8.5之间。

在养殖过程中，随着饲料的投加，特别是过量的投喂饲料时，水体中残余的饵料会沉积到水底。当供氧不足时，有机饵料会进行水解酸化，导致养殖水体的pH值下降，而盲目的大量投加石灰或者碱液进行调整pH值时，往往容易造成局部碱性过高，使得虾类生长受到抑制而减产。

1.2 溶解氧对养殖水体生态的影响

溶解氧对虾的生长发育有着极其重要的影响。水体溶解氧充足，则虾苗摄食旺盛，活动能力强，饵料利用率高，生长比较快；水中溶解氧不足时，虾苗的摄食、消化功能下降，呼吸作用增强，能量消耗大，生长缓慢，免疫力也随着降低，轻则影响生长，重则感染病害，甚至引起死亡。

养殖水体中的溶解氧主要来自养殖水塘中水生植物的光合作用和大气中空气的溶入。当阴天或有降雨的情况下，由于光照不足，水体中浮游植物光合作用减弱，容易造成水中溶解氧不足。在南美白对虾养殖成虾阶段的高温季节，夏天容易出现暴雨、雷阵雨等不利气候，高温天气导致大气溶入氧气减少，从而导致对虾养殖池塘底层溶氧不足。降雨使得池水的表层温度低于底层，引起水体上下对流，底层低溶氧水以及池底的腐殖质上升翻起，消耗了水体中大量的溶解氧，从而导致了水体缺氧以及泛塘等现象，给养殖户带来极大的损失和打击。一般来说，在虾类养殖过程中，池塘水体中适宜的溶解氧应控制在5 mg/L以上。

1.3 氨氮对养殖水体生态的影响

水体中的氨氮是水产养殖过程中的产物，在虾类养殖过程中，氨氮是水体生态环境好坏程度的一个重要指标。虾苗活性好，成长快的环境中，由于溶解氧较高，水体中的好氧硝化细菌能够将水体中产生的亚硝酸盐或氨氮物质转化成硝酸盐，水体氨氮浓度较低，影响虾苗生长的有毒有害物质较少。

由于虾类养殖过程中，虾苗和水生生物排泄物、尸体及过量的饵料投加导致饵料残余长期累积在池底，有机物质的腐烂、分解容易造成水质恶化，引起水中N、P等营养物质发生非正常变化。累积在底部的有机物质在厌氧或兼氧细菌的分解代谢下产生亚硝酸盐、氨氮、硫化氢等有害有毒物质，这些中间有毒产物也可再由含氮化合物通过反硝化细菌还原而反复积累养殖环境中，给养殖水体的生态环境带来严重的不利影响。随着养殖过程中池底有机物质的累积和水体中溶解氧减少、细菌种类的变化，氨氮浓度将逐渐增加。

盲目的加大养殖密度，加大饵料投喂量，以追求高产高效的养殖模式和措施容易对养殖水体环境造成池塘底部有机物累积，破坏满足虾苗生长的良性水体生态平衡，导致虾苗生理功能紊乱、免疫功能下降，感染疾病和死亡，影响了养殖的产量和质量。因此，养殖前加强池塘底泥的清理和养护，减少有机物在底泥中的累积；养殖中应加强对水体氨氮浓度的监测，控制养殖水体氨氮浓度在0.5 mg/L以下。适当的采用人工增氧和水草种植等措施，可以调节和改善水体中氨氮的含量，可以构建适宜虾苗养殖的水体生态环境。

1.4 浮游藻类和悬浮物对养殖水体生态的影响

在广东潮汕地区，南美白对虾的养殖模式基本为户外养殖，养殖池塘在阴雨天气条件下会受纳地表雨污水的径流，导致水体中N、P物质和悬浮物质增加，并在池塘中累积。营养盐是浮游微藻生长和繁殖的必需营养来源，众多研究表明，水体中营养盐的形式及浓度对浮游植物的生物量以及种类组成有较大的影响。营养盐充足，在光照条件下水中的浮游藻类作为N和P的消费者大量繁殖生长，吸收和降低水中营养物质。浮游藻类的生长不仅影响水中的营养物质浓度也对水体中细菌的数量起到抑制作用。当藻类生长占据优势可以抑制水体中细菌的生长和爆发，减少虾苗的病害。但水中的浮游藻类大量增长则会导致水中悬浮物增加，水体能见度降低，从而引起水体底部透光不足，水生植物、藻类难以进行光合作用，导致底部溶解氧不足，引起厌氧还原产生有毒有害物质，同时，衰败的藻类也会导致细菌重新大量增殖。因此，浮游藻类的种类与数量与南美白对虾的养殖过程中的病害有着密不可分的关系，必须在养殖过程中进行相应的控制。

1.5 透明度对养殖水体生态的影响

南美白对虾的生命活动是在水中完成的，在养殖过程中要求水体的水色、透明度基本保持一致。虾苗培育早期，为了促进水中藻类生长，保持水中较高的溶解氧浓度，促使虾苗保持较高的活性和生长速度，透明度一般较大。随着虾苗的生长和免疫力的增强，水体中营养物质的累积导致浮游藻类及悬浮物的增加，池塘水体在成虾阶段透明度会相应的降低一些。一般情况下，在虾苗的中间培育期养殖虾塘的透明度控制在60 cm左右，成虾阶段则控制水体的透明度在40 cm左右。适当的透明度可以有效地控制浮游藻类的种类和数量，从而抑制水体中细菌的生长，减少虾苗的病害，保证养殖的质量。

2 底泥条件对虾类养殖生态系统的影响

养殖虾塘的底泥生态环境中存在大量的细菌、养殖过程中的沉积物，由于底泥离水面距离较大，空气中的氧气难以有效到达，水体中的氧气来源主要靠浮游藻类的光合作用。因此，底泥生态环境中往往溶解氧浓度相对较低，容易产生厌氧或者兼氧的分解代谢，导致硫化物、亚硝酸盐等有害物质产生，从而影响养殖水体的水质状况。

2.1 硫化物对养殖水体生态的影响

高密度养殖、大量饵料投加在潮汕地区片面追求高产量的养殖户中并不鲜见。然而过度的投喂饵料不仅造成饵料浪费，也造成了饵料大量沉积于池底底泥中，给底泥及水体环境带来极大的污染和破坏。

大量的剩饵，死亡的动植物尸体、排泄物以及肥料等沉积在池塘底泥中，其腐化分解过程需要消耗大量的溶解氧，同时也极易产生硫化物、亚硝酸盐等有害物质，导致底泥变臭发黑，危害养殖生产。底泥中的硫化物就是影响养殖环境的重要因素之一，是衡量底质环境优劣的一项重要指标。

过量的饲料残余在池塘底泥环境中，在厌氧细菌的作用下产生硫化氢，硫化氢的出现会给虾类带来严重的致毒作用。同时，底泥在厌氧过程中产生的硫化氢气体会溶解于水，并与水中的金属元素结合，形成硫化物，导致底泥发黑，当底泥中有机物厌氧分解、酸化时，环境pH值下降，则硫化物又转化成硫化氢，对虾苗产生毒害影响。因此，虾类养殖池底泥中的硫化氢应控制在0.1 mg/L以下，继续增高会导致虾类生长速度、体力和抗病力减弱，浓度升高到0.5 mg/L时则会与虾血液中的铁离子结合促使血红蛋白减少，降低血液载氧能力，导致呼吸困难甚至中毒死亡。

2.2 亚硝酸盐对养殖水体生态的影响

在养殖塘体的底泥生态环境中，有机物分解产生的氨氮会在亚硝化细菌的作用下转化为亚硝酸盐，这一转化过程速度快。如果水中溶解氧充足，则亚硝酸盐将在硝化细菌作用下继续转化为硝酸盐，这一转化过程较慢。一旦水体中亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程受阻，就会导致底泥及水体环境中大量的亚硝酸盐累积。受水体中溶解氧浓度的影响，亚硝酸盐在溶解氧不足时转化为毒性作用强的氨氮，在溶解氧充足时则转化为毒性作用较小的硝酸盐，因此，虾类的养殖过程中必须监测和控制底泥及水体中亚硝酸盐的含量与变化。有研究表明，亚硝酸盐浓度较高时会导致虾苗中毒，出现厌食，靠边缓慢游动，触动时反应迟钝，黑鳃、黄鳃、肝胰脏模糊不清晰，空胃，尾部、足部和触须略微发红等症状。多数病虾先在池塘表面缓慢游动，继而转入中下层水体，最后静伏池底而死，而刚刚蜕壳软虾则是亚硝酸盐中毒的高发群体。

2.3 有机质对养殖水体生态的影响

底泥中的有机质来自于养殖过程中投食饵料的残余、水生生物的排泄物、动植物尸体等的累积。在潮汕地区的户外养殖中，高密度、高投饵量是导致水体底泥中有机质累积的主要原因。由于底泥中的有机质分解、腐化过程需要消耗水中的溶解氧，从而容易导致局部因为耗氧过高而形成快速酸化、还原的生态环境，引起pH值下降、硫化氢、氨氮、亚硝酸盐等有害有毒物质产生和增加，影响了养殖水体的稳定性。

因此，底泥中有机质的含量是影响养殖水体水质稳定和水产养殖质量的重要因素。一方面，一定量的有机质为水体中的微生物生长提供食物，有利于构建更加稳定的水生生态平衡；另一方面，过量的有机质又为水体中有毒有害物质的产生提供了物质基础。有资料表明，底泥中的硫化氢产生量与底泥沉积物中有机质的含量存在显著的正相关关系。控制好底泥中有机质的沉积，需要从投饵量、养殖密度以及养殖过程水体水质的监测管理中互相配合管理。一般的，随着池塘养殖年限的增加，累积的有机质容易与底泥中的金属离子等物质形成络合作用，降低了池塘的肥力，使得有机物长期累积沉淀，造成底泥有机物的过量，在养殖的休养调整期适当的排水、清淤可以有效减少有机质在池塘底部的淤积，影响下一个养殖周期。

3 构建健康的虾类养殖水体生态系统的措施

当今的水产养殖正逐步趋向集约化、科学化，养殖收益不仅仅在于高密度和高投料达到养殖产量的提高，更在于通过科学的调整和控制养殖过程中水体及底泥的条件，构建健康的养殖生态环境，从而实现养殖产量和质量提高，实现养殖产业的可持续发展。

改变潮汕地区当前依赖高密度、高投料的传统虾类养殖模式，除了要克服气候的客观条件，更应该从在养殖生产过程中重视水体生态的监控与管理，积累和摸索实践经验，保证养殖农户的经济收益。

3.1 养殖水体水质生态的调节与构建

虾类养殖过程中，虾苗的保持较高活性，健康快速生长，有赖于养殖水体水质的稳定，主要包括有适宜的pH值、充足的溶解氧、较低的氨氮、一定的透明度和适量的浮游藻类。

大量的虾类养殖实践积累的经验表明，调节与控制养殖水体水质条件可以通过以下措施实现养殖水质的稳定。

一是适当为养殖塘体补充新鲜水源进行换水，不仅可以提高池体溶解氧的浓度、增加水体透明度、降低亚硝酸盐含量，还可以有效降低过高的pH值；当水体的pH值过低时，则可以适当地泼洒生石灰进行调整、提高。

二是改善水中的营养物结构，补充少量的磷肥，可以促进水中浮游植物、藻类的生长，增强光合作用，提高水中溶解氧的浓度；增加人工增氧的设施设备，可以快速实现水中溶解氧的提高，同时也可以有效降低亚硝酸盐等有害物质的累积。

三是通过水生植物的生长，可以有效吸收并降低水中氨氮等有害物质，构建有利于降低氨氮的生态环境。沸石粉或者活性炭对氨氮具有良好的吸附性能，通过投加沸石粉或者活性炭物质，可以实现水体中氨氮的吸附和铵离子的交换，降低氨氮浓度。定期适量使用虾类的解毒药剂，可以提高虾类胃肠道的消化吸收功能，减少粪便排泄，降低水中氨氮浓度，防止虾苗的氨氮中毒。

3.2 养殖水体底泥生态的调节与构建

养殖水体底泥的好坏直接影响到水体的稳定及养殖动物的生长繁殖及抗病能力，虾“游塘”“黄腿”等疾病，很多都是由底质恶化造成的。因此，调节和构建良好的养殖虾塘底泥生态环境非常重要。

在休养期，放干或者降低池塘水面，有利于空气中的氧到达池底底泥上方，充足的光照不仅可以杀灭池底细菌，也可以促使水中有益藻类光合作用提供充足的溶解氧，提高底泥微生物分解代谢有机质的速率和效果。采用人工清淤或者种植经济作物如水芹菜、西洋菜等也可以有效降低养殖中累积于底泥中的有机物或者营养物质，减少下一养殖周期中底泥有害物质的积累。

养殖过程中，应科学监控底泥有机物的残余量，采用少喂多餐的投料方式，避免多余饵料的沉积。在养殖塘体中混养少量的杂食性鱼类，利用杂食性鱼类把沉底的残余饵料和死虾吃掉，也可以起到生物净化的作用，有效减少有机物在底泥中的沉积。

4 结语

近年来，潮汕地区众多养殖农户的虾塘经过多年养殖后，缺乏有效的管养和清理，仅靠经验和传统的作业方式，依赖高密度、高投料获取高产模式越来越难保证养虾收益，亟待转型为从养殖水体水质及底泥条件的监测和科学管理中获取虾类养殖的高效益和高质量。然而，控制和管理养殖水体的水质及底泥性质的稳定是一个复杂的系统工程，既受到天气物候等客观条件的影响，又需要水体中pH值、溶解氧、氨氮、浮游藻类、有机质、亚硝酸盐等多个因素的有效配合，在长期的监测分析和生产管理过程中，不断积累经验，因地制宜构建起适合该地区虾类养殖品种的水体和底泥生态系统，促进农户增收增效。