河南中牟縣萬(wàn)灘鎮(zhèn)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)

焦寶玉，賈礫，曾令春，張鳳枰,3*，劉耀敏，張?zhí)?，范小?/p>

(1.通威股份有限公司水產(chǎn)畜禽營(yíng)養(yǎng)與健康養(yǎng)殖農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041；2.河南通威飼料有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000；3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

河南中牟縣萬(wàn)灘鎮(zhèn)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)

焦寶玉1，賈礫1，曾令春2，張鳳枰1,3*，劉耀敏1，張?zhí)?，范小敏2

(1.通威股份有限公司水產(chǎn)畜禽營(yíng)養(yǎng)與健康養(yǎng)殖農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041；2.河南通威飼料有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000；3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

為摸清河南中牟縣萬(wàn)灘鎮(zhèn)地區(qū)養(yǎng)殖水體區(qū)域性問(wèn)題，降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)，于2014年3—11月對(duì)實(shí)驗(yàn)池塘18項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行跟蹤，并利用變異系數(shù)法進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，從而為池塘水質(zhì)評(píng)價(jià)和水質(zhì)過(guò)程管理提供科學(xué)量化的依據(jù)。結(jié)果表明，亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮、透明度、活性磷、濁度、溶氧、氧化還原電位等8項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重之和達(dá)到了80%，綜合考慮監(jiān)測(cè)指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和實(shí)際情況，最終確定以亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮、透明度、活性磷、溶氧、溫度、pH等8項(xiàng)指標(biāo)為池塘日常管理監(jiān)控因子。該地區(qū)主要指標(biāo)變化范圍為：氨氮0～1.0 mg/L，亞硝酸鹽氮0 ～ 0.5 mg/L，硝酸鹽氮0～3.5 mg/L，透明度10～40cm，活性磷0.1～0.8 mg/L，溶解氧3～9mg/L，水溫16.9～29.2℃和pH7.22～8.85。該地區(qū)池塘在養(yǎng)殖前期出現(xiàn)高pH的現(xiàn)象，是各項(xiàng)因素疊加的綜合結(jié)果；養(yǎng)殖中后期應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注水體的脫氮處理，預(yù)防長(zhǎng)期高濃度氨氮、亞硝酸鹽氮等毒性指標(biāo)累積帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。本研究為開(kāi)展針對(duì)性的池塘水質(zhì)調(diào)節(jié)和養(yǎng)殖過(guò)程管理提供參考依據(jù)。[中國(guó)漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn), 2016, 6(4):44-51]

水質(zhì)；分析評(píng)價(jià)；養(yǎng)殖池塘；變異系數(shù)法；河南中牟縣萬(wàn)灘鎮(zhèn)

漁業(yè)水體質(zhì)量不但是漁業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而且直接關(guān)系水產(chǎn)品質(zhì)量安全，涉及漁業(yè)災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度，對(duì)漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展起決定性作用[1]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，養(yǎng)殖水體環(huán)境質(zhì)量好壞與水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)緊密關(guān)聯(lián)，其直接影響到養(yǎng)殖效益[2]。因此，弄清楚一個(gè)地區(qū)的池塘水質(zhì)現(xiàn)狀，對(duì)于開(kāi)展針對(duì)性的池塘水質(zhì)調(diào)節(jié)和養(yǎng)殖過(guò)程管理具有重要的意義。

池塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)的常見(jiàn)指標(biāo)主要包括溫度、溶解氧、無(wú)機(jī)氮和活性磷含量、pH等。水溫隨季節(jié)變化，其高低影響池塘生物活性及魚(yú)群的進(jìn)食。溶解氧是池塘水體中魚(yú)類(lèi)、浮游動(dòng)物、微生物等生物體的必要因素，其水平的高低直接影響?zhàn)B殖效益，也是養(yǎng)殖戶(hù)最為關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)[3]。池塘水體中無(wú)機(jī)氮及活性磷是浮游植物的主要營(yíng)養(yǎng)元素，無(wú)機(jī)氮主要以氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的形式存在于水體中[4]，長(zhǎng)期高濃度氮污染魚(yú)體免疫力下降，從而出現(xiàn)細(xì)菌性感染等疾病問(wèn)題。魚(yú)群對(duì)pH有一定的耐受范圍，且pH間接影響池塘氨氮中分子氨的比例，pH越高分子氨比例越大，對(duì)魚(yú)群毒性越大[5]。國(guó)外研究者已對(duì)養(yǎng)殖池塘水體變化規(guī)律和調(diào)控做了大量研究，評(píng)價(jià)了部分指標(biāo)的價(jià)值和意義[6-7]。國(guó)內(nèi)池塘水質(zhì)評(píng)價(jià)的研究方向包括水質(zhì)預(yù)警模型建立[8-9]、污染指數(shù)法評(píng)價(jià)[2]等，其中都涉及到評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取。實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，養(yǎng)殖戶(hù)及水產(chǎn)技術(shù)服務(wù)人員無(wú)法測(cè)量全部要素，只能重點(diǎn)監(jiān)控部分水質(zhì)指標(biāo)。變異系數(shù)法確定指標(biāo)權(quán)重是利用各項(xiàng)指標(biāo)所包含的信息，通過(guò)變異系數(shù)計(jì)算得到指標(biāo)的權(quán)重，是一種客觀(guān)賦權(quán)的方法，在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，指標(biāo)取值差異越大的指標(biāo)，也就是越難以實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)，這樣的指標(biāo)更能反映被評(píng)價(jià)單位的差距[10]。

中牟縣位于河南省中部偏北，處于黃河中游地區(qū)，屬典型的中緯度暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，為國(guó)家三類(lèi)光照區(qū)域[11]，素來(lái)以出產(chǎn)黃河鯉出名[12]，現(xiàn)階段的主要養(yǎng)殖品種為鯉、斑點(diǎn)叉尾鮰、團(tuán)頭魴等，目前仍然以傳統(tǒng)養(yǎng)殖戶(hù)散養(yǎng)為主，養(yǎng)殖過(guò)程管理以治標(biāo)為主。本研究選取18項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)，了解各種指標(biāo)在養(yǎng)殖過(guò)程中的周期變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上采用變異系數(shù)法研究關(guān)鍵性影響因子[10]，旨在為該地區(qū)各項(xiàng)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)開(kāi)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，以降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)、提高養(yǎng)殖效益。

1 材料與方法

1.1 樣品采集及分析

根據(jù)養(yǎng)殖池塘的分布，可以把萬(wàn)灘鎮(zhèn)劃分為5個(gè)池塘相對(duì)集中的區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域選取1～3個(gè)池塘作為跟蹤采樣點(diǎn)位，點(diǎn)位分布和各池塘詳細(xì)情況分別見(jiàn)圖1和表1。

圖1 研究區(qū)位置及采樣池塘分布A1，A3～A4和A6～A10為傳統(tǒng)土池；A2、A5為覆膜池。Fig.1 Distribution of sampling ponds in the studied areaA1，A3～A4 and A6～A10 is traditional earthen ponds;A2,A5 is covered ponds.

樣品采集流程依據(jù)HJ 493—2009《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》、HJ 494—2009《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》和HJ 495—2009《水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，表層水樣采集深度為水面下50cm，采樣時(shí)間為08:00～11:00之間，采集水樣位置為料臺(tái)，采集單樣，非投食期間取樣，檢測(cè)頻率為每周2次或每月2次(表2)。

水樣分析包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室分析?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試指標(biāo)包括pH、溫度、溶解氧(DO)、鹽度、電導(dǎo)率、總?cè)芙夤腆w(TDS)、氧化還原電位(ORP)和透明度；實(shí)驗(yàn)室分析指標(biāo)包括氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、活性磷、硫酸鹽、總堿度、總硬度、濁度、鈣硬度和氯化物。

指標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括HACH DR900便攜式水質(zhì)分析儀、HACH數(shù)字滴定器、HACH HQ40D雙通道主機(jī)、百靈達(dá)2100Q濁度儀、透明度盤(pán)，及相配套的溶氧、pH、鹽度、ORP探頭和各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)預(yù)制試劑，具體檢測(cè)方法原理見(jiàn)表2。

1.2 水質(zhì)現(xiàn)狀及變化規(guī)律分析方法

水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目眾多，不同指標(biāo)在養(yǎng)殖周期中可能出現(xiàn)變化，通過(guò)對(duì)整個(gè)養(yǎng)殖周期中指標(biāo)的跟蹤監(jiān)測(cè)，可以直觀(guān)地發(fā)現(xiàn)指標(biāo)的變化趨勢(shì)和規(guī)律。

表1 養(yǎng)殖池塘主要參數(shù)

Tab.1 Principal parameters of aquaculture ponds

池塘編號(hào)PondsNo．主養(yǎng)魚(yú)種Fishvarieties水深/mDepth面積/hm2Area放苗密度/[尾·(0．067hm2)-1]Density放苗規(guī)格/(g·尾-1)Size機(jī)械功率/[kW·(0．067hm2)-1]MachinerypowerA1斑點(diǎn)叉尾鮰1．00．8715002001．00A2鯉2．60．9335001421．50A3鯉0．80．872000601．00A4鯉1．20．532000481．00A5鯉2．40．803000351．75A6鯉1．20．602000251．00A7團(tuán)頭魴1．20．801600481．00A8鯉1．20．4720002．51．00A9斑點(diǎn)叉尾鮰1．20．8017003001．00A10鯉1．60．672100231．00

表2 水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)方法

Tab.2 Detection of water quality indicators

序號(hào)No．檢測(cè)項(xiàng)目Item方法原理Principle檢測(cè)頻率Frequency1、2pH、溫度電極法[13]每周2次3溶解氧熒光法[13]每周2次4-6電導(dǎo)率、鹽度、總?cè)芙夤腆w電極法[13]每周2次7氧化還原電位電極法[13]每周2次8氨氮納氏試劑比色法[13]每周2次9亞硝酸鹽氮重氮化法、分光光度法[13]每周2次10鈣硬度EDTA配位滴定法、滴定法[13]每月2次11活性磷鉬酸反應(yīng)法、分光光度法[13]每周2次12硫酸鹽硫酸鋇沉淀、分光光度法[13]每月2次13氯化物鉻反應(yīng)、滴定法[13]每月2次14硝酸鹽氮鎘還原重氮法、分光光度法[13]每周2次15總堿度酸中和滴定法[13]每月2次16總硬度EDTA滴定法[13]每月2次17濁度比色法[13]每月2次18透明度塞氏盤(pán)法[13]每周2次

1.3 變異系數(shù)法優(yōu)化水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)

利用變異系數(shù)法[9]優(yōu)化水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

假定數(shù)據(jù)庫(kù)共包含i個(gè)樣品，每個(gè)樣品檢測(cè)j項(xiàng)指標(biāo)。

1)計(jì)算第i個(gè)樣品、j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的變異系數(shù)δij。

式(1)

式(2)

3)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，判斷各項(xiàng)指標(biāo)在池塘水質(zhì)評(píng)價(jià)中的重要度wj。

式(3)

本研究中共10個(gè)池塘樣品，i=1,2,…,10；共18項(xiàng)分析指標(biāo)，j=1,2，…,18；共13～52次采樣，k=1,2,…52。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律及趨勢(shì)

2.1.1 水溫和溶解氧

從圖2a可知池塘水溫變化幅度在16.9～29.2 ℃，最低值出現(xiàn)在4月初，最高值在7月底。從4月初開(kāi)始魚(yú)苗下塘，至10月份陸續(xù)賣(mài)魚(yú)，水溫先上升后下降。池塘水的溶解氧質(zhì)量濃度在4.64～10.16mg/L之間變化，最高值出現(xiàn)在4月初，最低值出現(xiàn)在8月初(圖2a)。該地區(qū)池塘溶解氧在養(yǎng)殖周期開(kāi)始階段溶解氧處于高水平9 mg/L，在養(yǎng)殖中期溶解氧下降并維持在5 mg/L附近，進(jìn)入養(yǎng)殖末期溶解氧又上升約3 mg/L。劉曼紅等[8]研究表明，鯉等適宜溶氧水平分布范圍在3～6mg/L，可見(jiàn)該池塘在4～6月份，溶解氧含量偏高，這可能是由于養(yǎng)殖前期池塘載魚(yú)量低，投餌量少，微生物生物量低，各種生物呼吸作用弱，耗氧速率顯著低于光合作用產(chǎn)氧，從而水體溶氧偏高。

圖2 養(yǎng)殖池塘指標(biāo)變化趨勢(shì)Fig. 2 Change trends of water quality indicators in aquaculture ponds

2.1.2 pH與氧化還原電位

池塘水pH是在光合作用和呼吸作用下水體中碳酸鹽平衡發(fā)生變化后的直觀(guān)體現(xiàn)；氧化還原電位反映池塘的氧化性，一般情況下池塘電位越高，表明水質(zhì)狀況越好。從圖2b可知池塘水pH后期變化幅度在7.22～8.85，基本符合國(guó)家《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求6.5～8.5，但養(yǎng)殖前期pH偏高，部分池塘晴朗天氣下午pH甚至達(dá)到10以上，這將對(duì)魚(yú)體產(chǎn)生很大的危害。

氧化還原電位在97～194 mV之間變化，在養(yǎng)殖前期池塘水質(zhì)不穩(wěn)定，ORP波動(dòng)較大，養(yǎng)殖中期水質(zhì)較穩(wěn)定，ORP維持在180 mV左右，進(jìn)入養(yǎng)殖后期呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。根據(jù)田功太等[14]研究表明池塘中ORP是一項(xiàng)綜合性指標(biāo)，池塘水體ORP越高說(shuō)明水體氧化能力越強(qiáng)，水體中有機(jī)物或無(wú)機(jī)物被氧化越徹底，水質(zhì)越優(yōu)。本研究中ORP值在整個(gè)養(yǎng)殖周期中都較高，表明池塘水體都處于氧化狀態(tài)，水質(zhì)狀況較好。

2.1.3 透明度和濁度

傳統(tǒng)養(yǎng)殖過(guò)程中，往往以透明度指標(biāo)反映池塘水中藻類(lèi)密度，由于測(cè)量中僅通過(guò)人眼觀(guān)察臨界點(diǎn)容易存在一定的誤差。在本實(shí)驗(yàn)中，跟蹤了池塘水的濁度指標(biāo)，以?xún)x器分析的手段檢測(cè)池塘水的透光性。從圖2c可以看出，池塘水透明度從前期的40 cm下降到中期10 cm左右后，一直維持在該水平，觀(guān)察濁度指標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)，其變化趨勢(shì)基本與透明度變化趨勢(shì)相反，在前期69 NTU逐漸上升到中期的200 NTU，之后一直維持在這個(gè)值。據(jù)劉曼紅等[8]研究表明池塘透明度水平在25～40 cm范圍內(nèi)為優(yōu)，15～25 cm或60～40 cm為良，10～15 cm或60～80 cm為中，其余分布為差或極差；判斷本研究中池塘透明度分布均落在中上水平，整體控制較好。

2.1.4 鹽度、電導(dǎo)率、TDS、硫酸鹽及氯化物

硫酸鹽和氯化物是池塘水中陰離子的主要組成成分，不同地區(qū)池塘的含量不同。從圖2d可知，該地區(qū)池塘水中硫酸鹽和氯化物的質(zhì)量濃度在整個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)變化幅度很小，氯化物維持在94 mg/L，硫酸鹽維持在98 mg/L。據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[15]，適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)的三類(lèi)水質(zhì)中未規(guī)定硫酸鹽和氯化物限值，其中集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值，包含硫酸鹽和氯化物限值為250 mg/L，據(jù)此判斷本研究區(qū)域水體中此兩項(xiàng)指標(biāo)未超出限值，滿(mǎn)足要求。

鹽度、電導(dǎo)率、TDS3項(xiàng)指標(biāo)為關(guān)聯(lián)指標(biāo)，從圖2d中可以看出池塘水的鹽度約為0.48，屬典型的地表水體，且全年穩(wěn)定。

2.1.5 氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮及活性磷

從圖2e可知，在整個(gè)養(yǎng)殖周期中，氨氮平均水平從前期的0.2 mg/L左右逐漸上升到后期的1.0 mg/L。養(yǎng)殖前期，池塘水中亞硝酸鹽氮含量一般低于0.1 mg/L的水平，進(jìn)入養(yǎng)殖中后期，池塘中亞鹽水平逐漸上升，在0.3～0.5 mg/L之間波動(dòng)。在養(yǎng)殖周期內(nèi)無(wú)機(jī)氮含量呈現(xiàn)從低到高的變化趨勢(shì)，養(yǎng)殖中期以氨氮的形成存在，養(yǎng)殖后期主要以硝酸鹽的形式存在，其次為亞硝酸鹽氮。

池塘在整個(gè)養(yǎng)殖周期中磷酸鹽含量均維持在0.5 mg/L左右。吳雅麗等[16]研究表明水體中磷酸鹽含量低于0.2 mg/L時(shí)其才可能成為限制因子，另?yè)?jù)蔡煜東等[17]、孫慶業(yè)等[18]關(guān)于水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本研究區(qū)域池塘大多數(shù)池塘已處于富營(yíng)養(yǎng)化或極富營(yíng)養(yǎng)化水平。

2.1.6 總堿度、總硬度及鈣硬度

從圖2f可以看出，萬(wàn)灘鎮(zhèn)養(yǎng)殖池塘水體均屬于高硬度和高堿度水體，整個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)變化幅度不大，總硬度約為290 mg/L (CaCO3)，總堿度平均值為280 mg/L(CaCO3)，鈣硬度平均值為114 mg/L (CaCO3)。

2.2 基于變異系數(shù)法的池塘理化指標(biāo)權(quán)重分析

采用變異系數(shù)法對(duì)該地區(qū)10口池塘、18項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行處理，依據(jù)公式(1)計(jì)算各口池塘不同指標(biāo)的變異系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 水質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)

Tab.3 The coefficient of variation of water quality indicators

項(xiàng)目ItemA1(i=1)A2(i=2)A3(i=3)A4(i=4)A5(i=5)A6(i=6)A7(i=7)A8(i=81)A9(i=9)A10(i=10)δjδ-ij溫度(j=1)0．190．240．210．260．210．210．200．240．220．210．100．21溶氧(j=2)0．560．540．550．490．670．650．620．490．580．410．140．52pH(j=3)0．100．070．090．080．050．060．050．080．060．070．240．09鹽度(j=4)0．120．060．140．090．090．080．110．090．130．120．250．12電導(dǎo)率(j=5)0．160．150．290．180．080．110．170．190．260．190．360．19TDS(j=6)0．110．070．210．090．090．340．110．070．210．120．600．18ORP(j=7)0．570．540．180．560．500．300．240．150．260．530．450．39透明度(j=8)0．210．830．370．791．550．721．320．620．351．050．550．76氨氮(j=9)0．662．041．791．101．550．831．221．501．621．520．311．28亞硝酸鹽氮(j=10)1．591．200．961．242．201．781．412．951．341．280．371．48硝酸鹽氮(j=11)1．141．130．931．431．521．731．001．031．111．040．221．12硫酸鹽(j=12)0．380．140．240．260．560．220．210．200．260．410．440．30活性磷(j=13)0．670．620．370．760．660．550．910．790．990．800．250．67總堿度(j=14)0．040．070．150．260．090．140．090．230．100．110．540．17總硬度(j=15)0．080．200．080．150．130．090．080．120．090．080．360．13鈣硬度(j=16)0．210．200．190．160．290．250．140．210．140．160．240．20氯化物(j=17)0．100．120．110．160．200．050．090．040．120．180．460．15濁度(j=18)0．260．630．400．820．710．811．200．650．810．470．390．65

依據(jù)公式(2)計(jì)算δj，分析10口實(shí)驗(yàn)池塘各項(xiàng)指標(biāo)變異系數(shù)δj的一致性，可以判斷該項(xiàng)指標(biāo)的變化情況在不同池塘變化規(guī)律是否相同。從表1可以看出，除總?cè)芙庑怨腆w、透明度和總堿度3項(xiàng)指標(biāo)小于0.60外，其他15項(xiàng)指標(biāo)的塘間差異都小于0.50，表明不同池塘相同指標(biāo)變化差異基本在同一水平，即可用實(shí)驗(yàn)池塘的數(shù)據(jù)樣本代表該研究區(qū)域內(nèi)整體養(yǎng)殖池塘的水質(zhì)變化規(guī)律。

表4 水質(zhì)指標(biāo)權(quán)重

Tab.4 Index weights of water quality

指標(biāo)Index權(quán)重wj/%Weights指標(biāo)Index權(quán)重wj/%Weights亞硝酸鹽氮17．22溫度2．42氨氮14．92鈣硬度2．32硝酸鹽氮12．95電導(dǎo)率2．25透明度8．84TDS2．13活性磷7．80總堿度1．94濁度7．55氯化物1．72溶氧6．01總硬度1．54ORP4．52鹽度1．37硫酸鹽3．49pH1．01

從表4可以看出，亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮、透明度、活性磷、濁度、溶氧和ORP等8項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重之和達(dá)到了80%。

池塘中飼料是3類(lèi)無(wú)機(jī)氮(亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮)的重要來(lái)源，池塘中由于飼料殘?jiān)棒~(yú)群消化排泄廢物的產(chǎn)生量、池塘中藻類(lèi)同化的流轉(zhuǎn)、細(xì)菌的氮處理能力等不同因素具有高度不確定性，導(dǎo)致池塘中無(wú)機(jī)氮分布量時(shí)刻發(fā)生變化，因此無(wú)機(jī)氮指標(biāo)在權(quán)重分布中具有很大的比重(45.09%)。透明度與濁度指標(biāo)均間接體現(xiàn)池塘中浮游植物的量，由于天氣、營(yíng)養(yǎng)鹽水平等改變，池塘中藻類(lèi)密度發(fā)生變化，因此分別占8.84%和7.55%的比重。活性磷是池塘中浮游植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，投料量、藻類(lèi)吸收等因素的不確定，導(dǎo)致磷水平波動(dòng)。溶解氧是魚(yú)群生存的必備條件，溶解氧受到池塘載魚(yú)量、浮游生物活性、光照等多因素影響，變化幅度大，比重占到6.01%。ORP值代表池塘水體的氧化還原性，一般情況下水體中溶解氧越充足，池塘ORP值越高，因此在關(guān)注池塘溶解氧的前提下，條件不具備時(shí)可以選擇不檢測(cè)ORP值。硫酸鹽、總堿度、總硬度、鈣硬度、鹽度、電導(dǎo)率、TDS、氯化物等指標(biāo)在養(yǎng)殖周期中變化幅度相對(duì)穩(wěn)定，總體占比重較低，這些指標(biāo)主要反應(yīng)該地區(qū)池塘水體的基本屬性，例如堿硬度代表了水體中參與碳酸鹽平衡反應(yīng)的基礎(chǔ)等。水體溫度是魚(yú)群進(jìn)食、生長(zhǎng)的一個(gè)重要影響因素，不同魚(yú)類(lèi)具有不同的溫度適應(yīng)度，且不同溫度下池塘浮游動(dòng)物、微生物等具有不同的活性，與池塘氮處理能力、天然生產(chǎn)力下的溶解氧值等具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，即通過(guò)對(duì)溫度的準(zhǔn)確掌控可以決定池塘投苗、投餌率等關(guān)鍵點(diǎn)。pH是池塘中光合作用、呼吸作用在光照、生物量等綜合影響下的結(jié)果表征，正常情況下池塘生物活性越大，全天內(nèi)pH變化越大。

3 討論

權(quán)重分析結(jié)果表明，亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮、透明度、活性磷、濁度、溶氧和ORP等8項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重達(dá)到了80%，其中濁度和透明度為相關(guān)聯(lián)指標(biāo)，ORP和溶氧為關(guān)聯(lián)指標(biāo)，分別選取透明度和溶氧為關(guān)注指標(biāo)，另外考慮池塘水溫和pH作為池塘狀態(tài)體現(xiàn)的重要指標(biāo)。最終確定在池塘日常管理中，以亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮、透明度、活性磷、溶氧、溫度、pH等8項(xiàng)指標(biāo)為監(jiān)控因子，可判斷池塘水體中的理化水質(zhì)狀況。劉曼紅等[8]研究篩選了DO、pH、透明度、浮游植物量、總氮等5個(gè)指標(biāo)為池塘水質(zhì)評(píng)價(jià)體系；祁萍等[2]研究發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖池塘非離子氨的污染最為突出，其次是氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的污染；遲爽等[19]的研究結(jié)果也表明刺參養(yǎng)殖池塘需要重點(diǎn)關(guān)注氮磷問(wèn)題。本研究結(jié)果與以上研究比較，篩選出的重點(diǎn)關(guān)注方向基本一致，表明該方法優(yōu)化水質(zhì)指標(biāo)的可行性。

本研究還發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)池塘透明度、活性磷、溶氧3項(xiàng)指標(biāo)在整個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)變化范圍基本在正常可接受范圍，表明該養(yǎng)殖地區(qū)在這些指標(biāo)的控制上已做到較完善，而無(wú)機(jī)氮存在隨著養(yǎng)殖周期上升一直升高、pH前期過(guò)高的現(xiàn)象，在此對(duì)這兩個(gè)區(qū)域性問(wèn)題做進(jìn)一步的探討。

3.1 氮源污染

無(wú)機(jī)氮來(lái)源于飼料投入池塘后的未利用部分，其中一部分通過(guò)藻類(lèi)、浮游動(dòng)物、濾食性魚(yú)類(lèi)(如花白鰱)食物鏈吸收轉(zhuǎn)化為魚(yú)體蛋白；從無(wú)機(jī)氮在養(yǎng)殖周期內(nèi)的變化趨勢(shì)可以看出，在前期飼料投入量低時(shí)，藻類(lèi)處理可以將無(wú)機(jī)氮控制在低水平，而后期無(wú)機(jī)氮來(lái)源量大，藻類(lèi)處理能力有限，逐漸出現(xiàn)氮累積現(xiàn)象，表明池塘氮處理通道出現(xiàn)瓶頸，且在此階段大面積魚(yú)病爆發(fā)，存在一定關(guān)聯(lián)性。

因此在高產(chǎn)養(yǎng)殖模式下，尋求新的氮處理方式，進(jìn)一步強(qiáng)化現(xiàn)有氮轉(zhuǎn)化通道是解決池塘后期水質(zhì)問(wèn)題的關(guān)注重點(diǎn)。采取排出高濃度污水、培養(yǎng)池塘脫氮細(xì)菌能力的方式，加強(qiáng)藻類(lèi)利用效率，促進(jìn)氮源轉(zhuǎn)化，即充分利用該地區(qū)光合作用強(qiáng)烈的優(yōu)勢(shì)，在整個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)保持池塘藻類(lèi)更新交替的流轉(zhuǎn)過(guò)程，這點(diǎn)在該地區(qū)目前養(yǎng)殖模式中未受重視。目前該地區(qū)初期放苗過(guò)程中放養(yǎng)花白鰱均為小規(guī)格苗種，而濾食性魚(yú)類(lèi)在養(yǎng)殖前期過(guò)濾水量有限，故難以控制水體中的藻類(lèi)密度及更新周期；隨之藻類(lèi)老化帶來(lái)新的養(yǎng)殖問(wèn)題，這種情況下傳統(tǒng)養(yǎng)殖戶(hù)采取殺藻殺菌的處理措施，重新讓池塘建立藻菌生態(tài)平衡，進(jìn)一步破壞了池塘氮處理能力。加強(qiáng)池塘脫氮菌的培養(yǎng)，提供其生存條件將是提高池塘承載力的突破點(diǎn)。

3.2 高pH

該地區(qū)池塘在養(yǎng)殖前期出現(xiàn)高pH現(xiàn)象，其出現(xiàn)原因與地區(qū)光照強(qiáng)、藻類(lèi)密度大、初期池塘養(yǎng)殖生物量低等多種因素關(guān)聯(lián)。在養(yǎng)殖中后期，池塘pH下降且不再出現(xiàn)過(guò)高現(xiàn)象，這與池塘補(bǔ)充井水相關(guān)聯(lián)，在養(yǎng)殖前期由于池塘載魚(yú)量小，池塘普遍水深在50～70 cm之間，池塘補(bǔ)充井水頻率為每周1次即可；而在后期水深維持在1.2～1.5 m，每天均需補(bǔ)充井水。檢測(cè)井水發(fā)現(xiàn)，井水中含有豐富的二氧化碳，其為池塘藻類(lèi)提供了大量二氧化碳。

控制池塘pH，主要從降低浮游植物生物量和減少池塘光照2個(gè)角度考慮。在養(yǎng)殖開(kāi)始放苗階段，增加池塘濾食性魚(yú)類(lèi)的生物量，有效控制浮游生物生長(zhǎng)，從而預(yù)防池塘下午過(guò)高pH的產(chǎn)生；或采用遮擋部分光照的措施，減少池塘的光合能力，降低浮游植物對(duì)二氧化碳的需求量。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)河南省中牟縣萬(wàn)灘鎮(zhèn)10口池塘的水質(zhì)理化指標(biāo)跟蹤，利用變異系數(shù)權(quán)重法確定在日常管理中的重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)，包括亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮、透明度、活性磷、溶氧、溫度和pH等8項(xiàng)指標(biāo)，為今后池塘水質(zhì)評(píng)價(jià)和分析提供量化支持。

通過(guò)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖周期內(nèi)池塘水質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律，掌握該地區(qū)主要指標(biāo)變化范圍為：氨氮0～1.0 mg/L，亞硝酸鹽氮0 ～ 0.5 mg/L，硝酸鹽氮0～3.5 mg/L，透明度10～40 cm，活性磷0.1～0.8 mg/L，溶解氧3～9 mg/L，水溫16.9～29.2 ℃和pH7.22～8.85。

通過(guò)對(duì)重點(diǎn)指標(biāo)的研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域池塘在養(yǎng)殖過(guò)程中出現(xiàn)的氮源污染和養(yǎng)殖前期高pH現(xiàn)象，解決氮污染措施為初期放養(yǎng)大規(guī)格花白鰱苗種和利用微生態(tài)制劑產(chǎn)品提高水體氮處理能力。

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Assessments of water quality of aquaculture ponds in Wantan town of Zhongmu county, Henan province

JIAO Baoyu1, JIA Li1, ZENG Lingchun2, ZHANG Fengping1,3*, LIU Yaomin1, ZHANG Te1, FAN Xiaomin2

(1. Key Laboratory of Aquatic, Livestock, Poultry Nutrition and Healthy Culturing,Ministory of Agriculture, Tongwei Co. Ltd., Chengdu 610041,China ;2.Henan Tongwei Feed stuff Co. Ltd,Xinxiang 453000, China;3. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

To obtain the levels of water quality and reduce risks of aquaculture ponds in Wantan town, Zhongmu county in Henan province, 18 water quality indicators of 10 experimental ponds were tracked from March to Novemberin 2014, and analyzed the databy coefficient of variation method.The results showed that 8 water quality indicators, i.e. nitrite nitrogen, ammonia nitrogen, nitrate nitrogen, transparency, reactive phosphorus, dissolved oxygen, pH and ORP, could be daily monitoring factors due to their sum of index weights reached to 80%. Their average range here were 0～1.0 mg/L, 0～0.5 mg/L, 0～3.5 mg/L, 0.1～0.8 mg/L, 3.0～9.0 mg/L,16.9～29.2℃, 10～40 cm and 7.22～8.85 for ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, reactive phosphorus, DO, temperature,transparency and pH, respectively.In addition, the high pH in the earlier stage of aquaculture was caused by the superposition of various water factors.The denitrification should be paid attentions in the later stage of aquaculture in order to avoid the risk of poisons accumulation (eg.ammonia nitrogen, nitrite nitrogen).This study provide references for water quality regulation and management in ponds aquaculture process.[Chinese Fishery Quality and Standards, 2016, 6(4):44-51]

water quality; analysis and assessment;aquaculture ponds;Wantan town in Zhongmu county of Henan privince

ZHANG Fengping, fengpingzhang@163.com

2016-02-03；接收日期：2016-04-20

四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2016NZ0068)；四川省青年科技創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目(2015TD0024)

焦寶玉(1987-)，碩士，工程師，主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)、飼料和水產(chǎn)品質(zhì)量安全研究，jiaoby@tongwei.com 通信作者：張鳳枰，研究員，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)與安全，fengpingzhang@163.com

S91；X171.5

A

2095-1833(2016)04-0044-08