溶解氧在水产养殖中的重要作用和智能监测

徐俊龙 莫莉莉 阳连贵

（广西钦州农业学校，广西 钦州 530099）

溶解氧是决定水产养殖成败的首要关键因素，在溶解氧充足的池塘，饵料生物生长繁殖旺盛，养殖鱼虾抢食能力强，饵料系数低，氨氮能迅速被转化成为硝酸盐而被浮游植物利用。反之池塘中则容易产生硫化氢、甲烷等有害气体，以及氨氮和亚硝酸盐等有毒物质，导致养殖动物食欲不佳，机体受损，病害增多，饵料系数增高，生长缓慢甚至死亡。而利用智能物联网设备监测溶解氧的新技术，能大大解决上述矛盾，提高养殖的成功率。

1 溶解氧的来源、变化规律和对水产养殖的影响与利用

充足的溶解氧可以改善鱼虾的生长生活环境，而溶解氧的来源、变化规律和消耗有一定的规律可循。

1.1 溶解氧的来源

在池塘中，溶解氧的来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%），而空气中溶入、雨、雪、地下水等带入的溶解氧只是极少的一部分（通常在10%-20%）。所以溶解氧会随着光合作用的强度变化而变化。在晴天到时候，光合作用强，池塘中的溶解氧含量也高，在日中后2个小时左右，溶解氧会达到一天的峰值。

1.2 溶解氧的变化规律：

由于池塘中水的上下层对流、水平运动、温度变化引起的光合作用强度的变化等原因，一天中，溶解氧有昼夜、水平、垂直的变化。晴天白天，表层比底层光合作用强度大，溶解氧含量较底层水要高，夜晚随着水温的变化引起的密度变化，表层的富氧水运动到底层，底层溶解氧较表层高，由于风带动水体运动时，会带入一部分空气中的氧溶入水中，所以下风口的溶解氧较上风口要高。在一年中，池塘中的溶解氧也会随着季节的变化而变化。因此，由于多种因素的共同作用，水体中溶氧的变化规律其实非常复杂，仅凭经验很难完全准确掌握，一旦出现误判，就可能造成巨大的损失。

1.3 溶解氧的消耗

池塘中的浮游植物除了进行光合作用产生溶解氧之外，还会进行呼吸作用消耗溶解氧，养殖动物的粪便，残饵的分解，也需要耗氧，这些统称为水呼吸，水呼吸是溶解氧的最重要的消耗。而水中的浮游动物、养殖动物的呼吸作用消耗溶解氧仅占全部溶解氧消耗的20%左右。因此通常在天亮后的一个小时左右，也是太阳照到水面前的一个小时左右，溶氧将达到一天的最低值，此时导致缺氧死鱼的事故风险最高。

2 溶解氧与水产养殖的关系及缺氧的危害

溶氧量充足改善鱼类栖息的生活环境，降低氨氮、亚硝酸态氮、硫化氢等有毒物质的浓度。

渔业水质标准（GB11607-1989）要求，池塘养殖过程中，溶解氧的含量在16h内不能低于5mg/l，其余任何时刻不能低于3mg/l，溶解氧低于这个水平，养殖动物容易缺氧而浮头、窒息、死亡，严重时甚至引起泛池，大大降低了养殖成功率。

实践证明，溶解氧与摄食量有非常紧密的联系，溶氧量5mg/L以上，鱼类摄食正常；溶氧量降为4mg/L，鱼类摄食量下降13%；溶氧量降为2mg/L，鱼摄食量下降54%，生长停滞，开始出现浮头现象；溶氧量降为1mg/L，鱼虾类基本不吃食，而且浮游出水面，形成浮头现象；溶氧量降为0.5mg/L，鱼虾类在几小时就会全部窒息死亡。

温水性鱼类：要保证鱼虾正常快速生长，溶氧量24h中8h溶解氧含量不能低于4mg/L，16h保证在5mg/L以上，何时候都不能低于2mg/L。

冷水性鱼类：溶解氧的临界浓度为2mg/L～3mg/L。

观赏鱼类要求水中的溶氧量在3mg/L以上，溶氧量越高，变色速度也越快。如果下降到1mg/L，金鱼就会浮头，变色慢且无光泽。

草鱼、鲢、鳙：青鱼、鲢、鳙在水中溶氧低于1mg/L时开始浮头，当低于0.4mg/L时就窒息死亡。

鲤、鲫：鲤、鲫的窒息范围为0.1mg/L～0.4mg/L。

草鱼：草鱼在5.5mg/L溶氧的水体生长比2.7mg/L增肉率提高9.88倍，饲料系数降低5.5倍。

河蟹：河蟹育苗场：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、活泼、个体大、培育豆扣蟹种成活率高，能长大蟹溶氧。

虾：溶氧含量降低到3mg/L以下时，对虾摄食量明显减少；溶氧含量降低到2mg/L以下时，对虾几乎不摄食。对虾集约化养殖中溶氧含量最好控制在7mg/L以上，对虾生长较快。

溶氧量与饲料系数：溶氧量从7.6mg/L下降到3.1mg/L，饲料系数提高5.6倍、而生长速度却降低9倍至10倍。

溶解氧还可以直接反应池塘中浮游植物的情况，当池塘中溶解氧高时过高，低时过低，则说明池塘中浮游植物含量过高，存在着倒藻的危险，倒藻时产生的藻毒素能迅速致死鱼虾，造成养殖的大损失。

所以，在一定范围内，保持较高池塘中的溶解氧水平，有利于养殖动物的生长，有利于池塘养殖的高产高效。

3 智能监控溶解氧在水产养殖应用

在预防水体缺氧上，我们通常会采取培藻培水，加装增氧机，加注新水，甚至用便携式溶氧仪去测水体溶氧等等手段去预防，这些方法固然是正确的，但是现在便携式溶氧仪检测一个时间点的溶氧局限性实在是太大了，尤其在晴天白天，基本没什么意义。我们需要至少需要了解24h水体溶解氧水平，观察溶氧变化规律，提前预知水质变化，监测藻类的含量丰富度。根据水体的溶氧变化，制定调水方案，做到科学肥水。智能监控溶解氧系统此时将发挥它的功能。

3.1 智能监控溶解氧系统的组成

智能监控溶解氧系统由传感器、物联网网关、数据平台和智能设备四部分组成，通过传感器实时监测池塘中的溶解氧，传送到物联网和数据平台，最终显示在电脑、智能手机、平板电脑等智能设备上。如图1所示：

图1 智能监控溶解氧系统结构

此系统可以随时通过手机APP或电脑了解到现场溶解氧的情况，查询任何时间的溶解氧值，通过对智能设备的设置，可在溶解氧低于某个水平时自动报警并自动启动增氧设备，极大的方便了水产养殖工作人员控制现场状况，降低缺氧风险。

3.2 智能监控溶解氧在养殖中的应用

在春初秋末，池塘水温较低，光照不足，藻类繁殖数量不够，光合作用强度弱，此时溶解氧含量较低，养殖鱼虾容易在此时缺氧、进而引发鱼类的浮头，早春，养殖鱼虾的缺氧会引起相应的应激反应，如不及时处理，它们的体质就会变弱，在中后期抵抗力下降，患病率提高。而在晚秋，养殖过程中积累的粪便，残饵较多，这些物质的在缺氧的情况下分解，产生硫化氢等有毒气体，造成不良后果。

利用智能设备监控溶解氧，及时的反映池塘中溶解氧的情况，在溶解氧含量高时，自动打开报警系统和增氧机，大大提高增氧机的使用效率，降低浮头等方面的危害。

在夏季的高温季节，水温升高，藻类大量繁殖，短时吸收池塘的营养，快速形成倒藻；接着藻毒，病菌接踵而来；“倒藻”就是养殖水体中的藻类大量或全部死亡，导致水色骤然变清、变浊甚至于变红（硅藻）。养殖初期个体尚小时水色会变清，相反则会变浊。其中变浊又有黄浊、白浊和粉绿色混浊之分。如果处理不善，“倒藻”会导致养殖动物缺氧、发病甚至大量死亡。发生“倒藻”时，首先溶解氧会下降，二氧化碳会增加，使pH值迅速下降；其次，大量的死藻分解，会加大耗氧外，还会产生氮氮和亚硝酸盐；第三，水中的原生物会大量繁殖，反过来抑制藻类的生长。

倒藻之前的水，溶解氧含量一般特别高，在利用智能设备监控溶解氧，在溶解氧含量最高的时候发出警报，提醒养殖者及时调水改水，能最大限度的避免倒藻引起的养殖鱼虾死亡。

如图2所示，红色曲线表示池塘中溶解氧变化较大，藻类含量过多，存在倒藻高风险，属于较危险水体，应及时调水。绿色曲线表示溶解氧变化适中，全天数据均在安全线范围内，是安全稳定的好水；蓝色曲线表示池塘中水比较瘦，藻类数量少，溶解氧在安全线以上时间短，长时间处于缺氧状态，需要及时肥水。

图2 溶解氧数据曲线示意图

在养殖过程中，实时监测溶解氧，在溶解氧低于安全线时，通过物联网系统，自动打开增氧机，降低养殖动物浮头、泛塘的概率，既经济节约，又安全有效。曲线反应的池塘溶解氧情况，直观、科学的反应养殖水体的水质情况，为科学肥水提供数据支持。

4 结语

我国是世界第一的水产养殖大国，但养殖技术与发达国家相比，还处于落后的地位，利用物联网技术，实现溶解氧等关键因子的智能监测，实现智能化、可控化、自动化养殖的智慧渔业，对提高我国养殖的整体水平有非常重大的现实意义。