氮的循環(huán)及氨氮、亞硝酸鹽對(duì)魚體健康的影響

張紹波 李改娟 戴 欣

（1 榆樹市水產(chǎn)技術(shù)推廣站 吉林 榆樹 130400）（2 吉林省水產(chǎn)科學(xué)研究院）（3 松遼流域水資源保護(hù)局 吉林 長(zhǎng)春 130033）

魚類進(jìn)食、呼吸、糞便排泄、繁殖、吸收和排泄鹽類等行為全部都發(fā)生在水中，因此水質(zhì)的好壞直接影響著魚類的健康程度和水產(chǎn)品的安全性。

1 氮的循環(huán)

氮的循環(huán)是水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，養(yǎng)殖水體中氮的多少關(guān)系到水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)化。氮是浮游植物生長(zhǎng)所必需的，是組成蛋白質(zhì)的重要成分，也是一些微生物參與生化反應(yīng)的媒介。氮在水中存在的形式有：硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨、銨及不同形式的有機(jī)氮。在養(yǎng)殖水體中，這些含氮化合物在水中經(jīng)氨化、硝化、反硝化等作用，組成了氮的循環(huán)系統(tǒng)。

1.1 硝化作用

硝化作用：包括含氮有機(jī)物的氨化和氨的氧化過程。氨化作用可在有氧或厭氧條件下將含有氮的有機(jī)物氧化為氨氮。氨的氧化過程分兩個(gè)階段，首先是氨在亞硝化細(xì)菌的作用下被氧化為亞硝酸鹽，亞硝化細(xì)菌主要有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬等；然后亞硝酸鹽在硝化細(xì)菌的作用下被氧化為硝酸鹽，硝化細(xì)菌主要有硝化桿菌屬、硝化球菌屬等。硝化作用主要受水體中溶解氧、pH和溫度的影響。硝化作用最適宜的pH范圍為弱堿性，在一定pH值環(huán)境中，溫度越高，溶解氧越豐富，硝化作用越快。硝化過程可用公式表示如下：

1.2 反硝化作用

反硝化作用又可稱為硝酸鹽呼吸或硝酸鹽還原。硝酸鹽還原又有同化性硝酸鹽還原和異化性硝酸鹽還原之分。大多數(shù)細(xì)菌、放線菌和真菌都能以硝酸氮為營(yíng)養(yǎng)，將硝酸還原為氨，進(jìn)而合成氨基酸、蛋白質(zhì)和其他含氮有機(jī)物。這種硝酸鹽還原是同化性質(zhì)的，故稱為同化性硝酸鹽還原。另外一些微生物可將硝酸鹽逐級(jí)還原為N2O和N2等氣態(tài)產(chǎn)物而逸出水體，這是異化脫氮過程，故稱為異化性硝酸鹽還原。反硝化作用適宜的溫度是20~35℃，反硝化速率一般隨著溫度的升高而增大。反硝化作用適宜的pH值為7.0~8.5之間。反硝化過程可用公式表示如下：

養(yǎng)殖水體中存在的各種形態(tài)的氮發(fā)生著某種程度的轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化構(gòu)成了氮的一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)循環(huán)，對(duì)于這些過程，貝哈拉諾歸納出了氮的循環(huán)過程如圖1。

圖1 氮的循環(huán)過程

2 氨氮對(duì)魚體健康的影響

2.1 氨氮存在形式

氨氮是魚類的排泄物、殘餌、及動(dòng)植物尸體等含氮有機(jī)物分解的終產(chǎn)物。在水體中氨氮（NH3-N）以非離子氨（NH3）或銨鹽（NH4+）兩種形態(tài)存在，并不斷地按下式相互轉(zhuǎn)化達(dá)成動(dòng)態(tài)平衡。影響兩者動(dòng)態(tài)平衡的是水體的pH值和溫度。

其中非離子氨因?yàn)椴粠щ姾桑哂休^強(qiáng)的脂溶性，能夠穿透細(xì)胞膜，而表現(xiàn)出毒性效應(yīng)，因此對(duì)魚類構(gòu)成危害的主要是非離子氨。而目前水質(zhì)分析中所測(cè)氨氮為總氨氮。表1為非離子氨占總氨氮的百分比，受水溫和pH影響的換算表。

表1 不同溫度、不同pH值的溶液中NH3占總氨氮的百分含量

2.2 非離子氨（NH3）的毒性

不同品種、不同時(shí)期的魚類對(duì)氨的耐受性有所不同。對(duì)大多數(shù)養(yǎng)殖的淡水魚而言，水體中非離子氨NH3≤0.02mg/L是相對(duì)安全的，當(dāng)氨含量超過某一臨界值時(shí)會(huì)導(dǎo)致魚類死亡。

水體中氨的濃度較低時(shí)，魚類會(huì)發(fā)生氨的慢性中毒會(huì)造成魚體肝、腎等組織損害，對(duì)于肝切片鏡檢可以發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞空泡化現(xiàn)象和腎組織損害，膽囊腫大，腸壁松軟透明，有出血點(diǎn)。

較高濃度的氨接觸魚體粘膜或表皮時(shí)，可以吸收其水分，堿化脂肪，造成組織壞死，使深層組織受損，會(huì)使魚的次級(jí)腮絲上皮腫脹，粘膜增生，柱狀細(xì)胞完全分解，使原來排列整齊的鰓小片產(chǎn)生扭曲，鰓上皮增生，甚至出現(xiàn)鰓小片融合。由于對(duì)于魚鰓的危害，使魚從水中獲取氧的能力降低，甚至使魚窒息死亡。

魚類發(fā)生氨急性中毒，表現(xiàn)為嚴(yán)重不安，由于堿性水質(zhì)具有較強(qiáng)的刺激性，使魚類體表粘液增多，體表充血，鰓部及鰭條基部出血明顯，魚在水體表面游動(dòng)，死亡前眼球突出，張大口掙扎。魚體及血液有氨的蓄積。中毒初期的魚放入清水中可恢復(fù)正常，對(duì)于鯉魚類急性毒性范圍在0.5~1.8mg/L，回避閥濃度約為1mg/L。

2.3 魚類非離子氨中毒診斷特征

a.水面游動(dòng)，張大口掙扎；b.眼球突出；c.體表粘液增多；d.鰓部受損、鰓蓋張開；e.水體呈堿性；f.魚體鰓部及水體有氨刺激氣味。

2.4 水體內(nèi)氨氮的調(diào)節(jié)

在養(yǎng)殖生產(chǎn)中，要定期檢測(cè)并控制水中的氨氮指標(biāo)，水體內(nèi)氨氮的調(diào)節(jié)可以分為減少氨氮的來源和加速非離子氨的無害化處理。

2.4.1 減少氨氮來源的方法 調(diào)制氨基酸平衡的飼料和控制適宜的飼料蛋白質(zhì)含量；投餌技術(shù)方面，應(yīng)根據(jù)水環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)調(diào)整投飼率，以魚吃八成飽為宜，投餌時(shí)間間隔上，仔魚至少1~1.5h，成魚至少2~2.5h；做好清除淤泥和殘餌的工作，根據(jù)情況少施或不施氮肥。

2.4.2 加速非離子氨的無害化處理 包括如下措施，更換新水；下調(diào)pH或溫度；利用化學(xué)吸附作用；培植藻類及浮萍等水生植物；向養(yǎng)殖水體加入有益微生物如光合細(xì)菌及益生康等。

3 亞硝酸鹽對(duì)魚體健康的影響

水中亞硝酸鹽氮是標(biāo)志水體被有機(jī)物污染的指標(biāo)之一。亞硝酸鹽是氨轉(zhuǎn)化成硝酸過程中的中間產(chǎn)物，在這一過程中，一旦硝化過程受阻，亞硝酸鹽就會(huì)在水體內(nèi)積累，就會(huì)成為水產(chǎn)動(dòng)物的致病根源。

3.1 亞硝酸鹽的毒性

各國(guó)頒布的漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)亞硝酸鹽安全濃度的規(guī)定差異很大，從0.01mg/L到0.1mg/L不等，一般亞硝酸鹽安全濃度不超過0.1mg/L。

當(dāng)養(yǎng)殖水體中存在亞硝酸鹽時(shí)，魚類血液中的亞鐵血紅蛋白被其氧化成高鐵血紅蛋白，從而抑制血液的載氧能力，最終使魚呼吸困難,窒息而死。亞硝酸鹽在水產(chǎn)養(yǎng)殖中是誘發(fā)暴發(fā)性疾病的重要環(huán)境因子。

當(dāng)水中亞硝酸鹽達(dá)到0.1mg/L時(shí)，魚類紅細(xì)胞數(shù)量和血紅蛋白數(shù)量逐漸減少，血液載氧能力逐漸喪失，會(huì)造成魚類慢性中毒。此時(shí)魚類攝食量降低，鰓組織出現(xiàn)疾病，呼吸困難，騷動(dòng)不安。

當(dāng)亞硝酸鹽達(dá)到0.5mg/L時(shí)，魚類某些代謝器官的功能失常，體力衰退，此時(shí)很容易患病。很多情況下全池暴發(fā)疾病而死亡就是因?yàn)閬喯跛猁}過高造成的。

3.2 魚類亞硝酸鹽中毒診斷特征

a.攝食量降低，活動(dòng)力減弱，魚體消瘦，體表無光澤，見人回避反應(yīng)遲鈍；b.病魚體色發(fā)黑，成群浮在水面上，好似缺氧浮頭，呼吸困難。

3.3 減少水體中亞硝酸鹽的濃度或促進(jìn)無害轉(zhuǎn)化

亞硝酸鹽是廣泛存在于水體的一種物質(zhì)，是水體氮循環(huán)的產(chǎn)物之一，要使水體中完全不存在是不可能的，只能在養(yǎng)殖過程中嚴(yán)格控制其濃度。從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，長(zhǎng)期保持溶解氧在5-6mg/L，pH在7.0-8.5之間，有利于無害轉(zhuǎn)化；調(diào)整微生態(tài)平衡（補(bǔ)充硝化細(xì)菌或亞硝化細(xì)菌）也是一種長(zhǎng)效方式；對(duì)于急救，可以用強(qiáng)氧化劑強(qiáng)制氧化；如果有可能徹底換水也是一種很好的方法。

總之，在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，了解養(yǎng)殖水體中氮的循環(huán)過程及存在形式，動(dòng)態(tài)地控制和掌握水體中氮的含量，對(duì)調(diào)整和改善養(yǎng)殖水體生態(tài)結(jié)構(gòu)、提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和水產(chǎn)品質(zhì)量無疑是相當(dāng)重要的。