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池塘施肥的作用

时间:2022-11-15 百科知识 版权反馈
【摘要】:在池塘中,腐屑作为滤食性鱼类的饵料,其比例高达60%~90%。上述池塘施用有机肥料的作用原理,可用简单的图解表示。池塘施用无机肥料作用过程及原理与有机肥料有所不同。有机肥料是我国池塘施肥至今为止使用的主要肥料。广东、广西地区把池塘施用的绿肥称之为“大草”。池塘施用人粪尿对繁殖浮游植物有利。

第三章 养鱼肥料

教学目标

知识目标

◎了解池塘物质循环,掌握肥料的作用原理

◎了解有机肥料种类、肥分和性质,掌握有机肥料的施用方法

◎了解无机肥料种类、肥分和性质

◎掌握生物肥和微生物制剂的特点、作用和使用方法

◎掌握池塘的合理施肥原则

技能目标

◎掌握无机磷肥、氮肥的施用方法

◎掌握水产生物肥的使用方法

◎掌握微生物制剂的使用方法

我国养殖鱼类中滤食性鱼类和杂食性鱼类占很大比重,通过施肥增大牧食链和腐屑食物链,从而增加水体的鱼产力,在我国池塘养鱼业中是十分成功的经验。特别是在鱼苗阶段(仔、稚鱼),它们都是以浮游生物(主要是浮游动物)为食,因此,在育苗阶段采用施肥培育饵料生物,历来是提高苗种成活率的重要技术措施之一。但在湖泊、水库、河道、海湾等天然水体养鱼,当前合理开发养殖水域,防止水体富营养化已成为保持天然水体可持续发展的重要措施。因此,养鱼施肥只能以池塘为主体(对单纯的灌溉型水库可适量施肥)。本章主要介绍池塘施肥原理与技术。

第一节 池塘施肥的作用

一、池塘物质循环

池塘作为一个生态系统,时刻进行着复杂的物质循环过程。水生植物,主要是浮游植物吸收水中无机营养盐以及二氧化碳,借助于太阳能进行光合作用,合成自身的有机物,并释放出氧气,而得以生长繁殖。浮游植物作为浮游动物、底栖动物以及某些鱼类的饵料,使浮游动物、底栖动物得以生长繁殖,而其本身又为鱼类所摄食。浮游动物、植物,底栖生物,鱼类的排泄物及生物死亡的尸体经微生物的分解矿化,从复杂的有机物又转化为简单的无机物。由此可见,池塘中从简单的无机物通过各个食物链转化为复杂的有机物,复杂的有机物被各类生物利用又转化为简单的无机物,物质这样的循环往复过程,称为池塘物质循环。而每一次循环,就有一部分能量转为鱼体蛋白质。图3-1为池塘物质循环模式示意图

图3-1 池塘物质循环模式图

实际上池塘物质循环过程中生物之间的关系并不是简单的单一食物链关系,而是由多条食物链交错组成的复杂的食物网络关系。特别是人工投喂大量草类、商品饲料后,它们的粪便与残饵形成大量有机碎屑,这些碎屑附生大量微生物后,形成腐屑。它们是大多数养殖鱼类(除肉食性鱼类外)的良好饵料。在池塘中,腐屑作为滤食性鱼类的饵料,其比例高达60%~90%。因此腐屑食物链在池塘物质循环和能量流动方面起重要作用。但不论池塘实际的物质循环如何复杂,它们的基础都是溶解无机盐和二氧化碳,物质循环的速度则受太阳能的强弱、无机盐和二氧化碳的含量所制约。

二、池塘施肥的作用

池塘物质循环的速度,决定了池塘的鱼产力。养殖鱼类是池塘食物链的最终环节。鱼产品为人类所利用,人们从池塘中捕捞出鱼类,池塘中的有机物则相应地减少。如不向池塘中补充循环物质,则池塘水体的物质循环和能量流动就会失调,其生产力就会下降。池塘施肥的作用,就在于不断补充池塘在物质循环过程中由于捕获鱼产品所造成的损失,保持和促进池塘物质循环能力,即保持和促进基础生产力,以获得较高的鱼产量。与此同时,池塘施用有机肥料,其中腐屑还可供大部分养殖鱼类(除肉食性鱼类外)摄食。

(一)有机肥料的作用原理

池塘施用有机肥料,首先培养起来的是各种腐生性微生物,主要是细菌(各种腐败分解细菌),其次是一些纤毛虫类和鞭毛虫类。施肥后池塘中浮游细菌的数量可以比原来增加数十倍甚至数百倍。附着在肥料有机质上的细菌更多,1 g肥料上往往有几亿个至几百亿个细菌。这些细菌本身成了许多浮游动物(如大多数的纤毛虫、轮虫、枝角类等)的良好饵料,所以这些动物就跟着大量繁殖起来,以致池水变成灰白色,成为肥水标志之一。

有机物经过细菌的分解和转化作用,最后转化为供浮游植物利用的溶解于水的无机盐类及其他简单无机物,浮游植物得到丰富的无机营养盐,于是便大量繁殖起来。浮游植物大量繁殖后又加强了浮游动物的饵料基础,促进浮游动物的生长繁殖。死亡的浮游生物下沉池底,与残余的有机物组成腐屑(实际上腐屑是载体,其中主要的营养物质是微生物)。腐屑不仅为浮游动物和底栖动物提供大量饵料,而且也供鱼类大量摄食。上述池塘施用有机肥料的作用原理,可用简单的图解表示(图3-2)。

图3-2 池塘施用有机肥料的作用原理

此外,施用有机肥料使池水中产生为数不少的有机絮凝物,这些有机絮凝物上腐生着大量微生物、原生动物和后生动物,成为滤食性鱼类的良好饵料,因而池塘中有机絮凝物的饵料作用是不容忽视的。施用粪肥、绿肥产生大量的腐屑,可供大多数养殖鱼类摄食。

(二)无机肥料的作用原理

池塘施用无机肥料作用过程及原理与有机肥料有所不同。它不必经过细菌的分解过程,而直接为浮游植物所吸收利用。故施用无机肥料后,池塘中细菌的数量并无明显变化,浮游植物却数十倍以致百余倍地迅速繁殖起来,池水一般不出现灰白色阶段而直接转绿,往往使池水变成浓绿色。但无机肥料也并非对细菌无作用。细菌特别是自养型细菌都要利用无机盐类作为必要的营养物质,所以施用无机肥料也能促进细菌的繁殖。其中施用磷肥促进固氮细菌及硝化细菌繁殖的作用尤其大,由此而增加池中的有效氮,加速了氮循环,从而促进池塘的初级生产力。施用无机肥后,浮游植物的增长就为浮游动物的生长繁殖创造了良好条件,致使浮游动物大量繁殖。浮游生物死亡尸体下沉又促进细菌和底栖动物的增长。其结果与施用有机肥料一样,也解决或改进了各种鱼类的饵料问题。此外,由于施用无机肥料藻类大量繁殖,明显改善了池塘的溶氧状态,加速了池塘物质循环,促进了鱼类的生长。池塘施用无机肥料的作用过程和机制可概略地以图3-3表示。

图3-3 池塘施用无机肥料的作用原理

第二节 有机肥料

一、有机肥料的种类、肥分和性质

有机肥料是指含有大量有机物的肥料。池塘施用的有机肥料主要包括绿肥、粪肥、混合堆肥、厩肥、生活污水及无毒的食品加工厂(场)废水等。有机肥料的优点是肥效全面,作用持久,缺点是肥效较迟,且耗氧多,也易污染水质。有机肥料是我国池塘施肥至今为止使用的主要肥料。

(一)绿肥

绿肥包括多种野生的无毒草本植物和人工栽培的植物。只要是无毒的、茎叶易于浸腐分解的植物均可,其中以无毒的菊科、豆科植物为好。部分禾本科植物,甚至某些树叶都可作为绿肥施用于池塘。农作物如瓜的蔓叶、蔬菜均可作为绿肥。广东、广西地区把池塘施用的绿肥称之为“大草”。“大草”原是指一些野生无毒的、茎叶柔嫩、含木质素少的、易于浸腐且肥分高的豆科和菊科植物,而今也泛指绿肥。

(二)粪肥

粪肥包括人粪尿、禽畜粪尿等。厩肥主要是家畜粪尿、草、草木灰及少量残余饲料。

1.人粪尿

人粪尿是肥效较快、肥分全面的有机肥料。肥分依人进食的食物而异。其含氮量特别丰富,除氮、磷、钾外,还有一定量的钙、硫等元素。池塘施用人粪尿对繁殖浮游植物有利。

2.家畜粪尿

家畜粪尿主要是猪、牛、马、羊、骡、驴等家畜的粪尿。其肥分随畜进食的饲料不同有很大的差别。例如奶牛的饲料中由于豆类等精饲料较多,故奶牛粪便肥分通常要比其他家畜粪高得多。一般来说,家畜粪便肥分中含有大量的纤维素,也含有少量的蛋白质、脂肪、糖类、叶绿素,其氮的含量通常比人粪尿低。家畜粪尿较人粪尿难于腐熟分解,故肥效较人粪尿迟,肥分也较人粪尿低。家畜粪尿对繁殖浮游动物有利。

3.家禽粪尿

家禽粪尿的肥分随摄食饲料的种类及营养成分而异,其肥分通常较家畜粪肥高,其尿素盐含量也高。

二、有机肥料的施用

有机肥料既可做基肥,也可做追肥。但有机肥一般肥效较迟,下塘后必须经微生物分解、矿化转化为简单有机物和无机盐才发生肥效,故在施用上需考虑发生肥效的时间。一般来说,有机肥料施用4~5天后才有明显肥效;新鲜绿肥下池堆沤,肥效稍迟2~4天。据测定,施用粪肥在适宜的水环境,对鲢鱼易消化的浮游植物4~5天可达到繁殖高峰,鲢鱼不易消化的藻类一般7天左右达到高峰,因此无论鱼池用于基肥还是追肥,都要提前施用。比如在鱼苗池当中作为基肥,根据当时的水温,粪肥宜在鱼苗下塘前4~6天施用,绿肥则需在8~12天施用。过早施用,肥效过早消失,饵料生物高峰期已过;过迟施用,则未发生肥效,饵料生物未能培育出来。追肥也要适时,否则会造成池水肥度脱节。

有机肥料下池后,由于经腐生性微生物的分解矿化,消耗水中大量溶氧。故有机肥料最宜先经发酵腐熟处理,然后下池。施用有机肥料,必须严格控制施肥量,尤其在夏秋高温季节更要严格掌握每次的施肥量。若绿肥、粪肥一般只作为基肥,每666.7m2施用量300~500 kg;作为追肥,每666.7m2施50~100 kg。施用有机肥料的原则是“勤施、少施”,同时根据天气、水质、鱼的活动情况灵活掌握,同时向全池撒颗粒氧,向水中提供氧气,促进浮游植物的繁殖。

对于新开挖的鱼池、水质清瘦或池底淤泥少的池塘,宜多用有机肥料,尤其是绿肥和粪肥,且施用量可适当大一些。一般池塘往往仅在冬春季作为基肥,而在鱼类主要生长季节,由于大量投饵,水中有机物含量已较高,为防止池水缺氧,故往往只施无机肥料,而不施耗氧量大的有机肥料。

粪肥施用时通常采用全池泼洒或部分池面泼洒的方法。特别是鱼苗、鱼种培育池,新鲜牛粪加水搅拌成牛粪液全池泼洒培育家鱼鱼苗、鱼种,效果良好。

施用绿肥时,通常将新鲜绿肥,每20~30 kg一扎,并排于池边水中堆沤。绿肥应全部浸没于水中,其上再加塘泥压面,不使绿肥露出水面。为了易于沤腐和不损失肥效,应防止绿肥晒干。同时,每次施绿肥需更换堆放位置。

第三节 无机肥料

无机肥料又称化学肥料,具有肥分含量高,一般肥效较迅速,肥劲较短,可以直接为水生植物吸收利用,分解不消耗氧气等特点,故无机肥料往往被称为速效肥料。

一、无机肥料的种类和性质

池塘施用的无机肥料根据其所含肥分,主要有氮磷肥、钾肥、钙肥等。根据无机肥料放入水体后产生的化学反应和生理反应,可将其区分为化学中性、化学酸性和化学碱性肥料及生理中性、生理酸性和生理碱性肥料。所谓化学反应,是指肥料入水后发生的化学反应,使其pH发生变化,通常pH呈中性反应是化学中性肥料,如磷酸铵;呈酸性反应的为化学酸性肥料,如过磷酸钙、硫酸铵;呈碱性反应的为化学碱性肥料,如硝酸钠、石灰。所谓生理反应,是指肥料入水后,某些残留不被吸收的成分在水中的反应。例如硫酸铵中的铵离子被植物吸收后,余下硫酸根在水中呈酸性反应,故该种肥料称为生理酸性肥料;又如硝酸钠入水后,硝酸根被吸收,余下钠离子(Na)+在水中呈碱性反应,故为生理碱性肥料;再如硝酸铵,铵离子和硝酸根均被吸收利用,故称为生理中性肥料。

(一)氮肥

氮是植物生长发育的主要营养元素之一,也是水生植物大量需要的营养元素。氮是蛋白质的主要成分,也是叶绿素、维生素、生物碱以及核酸和酶的重要成分。氮肥在促进植物叶绿素的形成、增强光合反应等方面起重要作用。

1.氮肥的种类及性质

无机氮肥的种类很多,按其化学结构和氮的存在形式,可以大略地分为铵(氨)态氮肥、硝态氮肥、酰胺态氮肥和氰铵态氮肥等。常用氮肥的种类、含氮量及性质等见表3-1。

表3-1 无机氮肥的种类、含氮量及性质

注明:1.硝酸铵既是铵态氮,也是硝态氮肥
2.尿素本属有机肥料,但也是化学肥料

2.氮肥的选用

表3-1中所列常用氮肥都可用于池塘施肥,但从肥料施用效果及经济、来源等方面考虑,进行择优使用还是必要的。一般认为以碳酸氢铵和尿素为最佳。碳酸氢铵虽然含有效氮稍低一些,也易潮解挥发,但碳酸氢铵中不但铵离子(NH4+)被浮游植物所直接吸收利用,而且碳酸氢根(HCO3-)也是有效碳源,同样被植物吸收利用,即具有双重肥分。施用后不残留有毒物质,而且各地都有生产,来源广、价格便宜。尿素价较高,且施用后需经硝化细菌分解转化为硝酸态或铵态氮肥后,方能被植物吸收利用,肥效稍迟。但尿素属中性肥料,肥效高、毒性低,增产效果好。硫酸铵、氯化铵施用后均会残留有害物质,前者是硫酸根(SO4+),后者是氯离子(Cl-),长期施用这些肥料会积累为害。氨水的价格低,来源较广,肥效也可以,但毒性大,施用量较难掌握,搬运也不方便。硝酸铵肥效高,毒性低,但价格高,敲击会引起爆炸。此种肥料生产量不大,来源困难。硝酸铵钙、硫硝酸铵、石灰氮等市面供应均不多。

3.氮肥的贮藏保管

为保证发挥使用肥料的效果,必须掌握肥料的性质,在此基础上妥为保管。一般化学肥料应贮存于阴凉干燥的地方,用塑料袋包装封存,防止受潮。特别是吸湿性强的和易于分解挥发的肥料,如碳酸氢铵、硝酸铵、石灰氮等。氨水应用陶制坛密封,防止氨挥发损失。

(二)磷肥

磷是核酸和核苷酸的组成成分,是原生质细胞核的重要成分,对促进藻类能量代谢过程起重要作用。一切藻类都需要磷。土壤中的总磷较高,但植物能利用的有效磷极低。据无锡精养鱼池测定(王武,1985),有效磷仅占总收入(或总支出)的0.2%,水中真正的有效磷仅占水体总磷的3.17%。我国大部分地区的池塘都缺磷,特别是南方红壤土的池塘,有效磷更为缺乏。自然界存在的含磷化合物,其溶解性及移动性都比不含磷化合物低,补给数量及速度也比氮低得多。故尽管藻类需磷量远不及氮大,而对水体初级生产力的作用,比氮更强,成为水体初级生产力的第—位限制性营养元素。

1.磷肥的种类和性质

农业上使用磷肥的种类也较多,按其溶解性可划分为水溶性磷肥、弱酸溶性磷肥(可枸溶性磷肥)及难溶性磷肥。最常用的是过磷酸钙(Ca(H2PO42+CaSO4),也叫普钙,含磷量(P2O5)16%~20%,水溶性较差,速效,常含游离酸,含多量石膏;重过磷酸钙(Ca(H2PO42),又叫重钙,含磷量(P2O5)40%~50%,水溶性,速效,化学反应酸性,不含石膏。

2.磷肥的选用和贮存保管

磷肥的溶解性比较差,即使是水溶性磷肥溶解度也较低,加上磷酸根容易被吸附固定或结合成难溶化合物,故池塘施用磷肥宜选用水溶性磷肥,特别是作为追肥使用时更应选用水溶性磷肥。弱酸溶性磷肥也可适当选用,例如池水呈弱酸性或者做基肥时使用。

磷肥贮存时吸湿结块,故宜存放阴凉干燥之处。磷肥与粪一起在粪池(水泥池)堆沤肥分较好。

(三)钾肥

钾具有调节细胞原生胶体状态和提高光合作用强度的功能,与植物有机体——糖的形成和运输有密切关系,并且能促进酶的活性和细胞繁殖。一般来说,池塘水体都不缺有效钾,故钾肥在池塘施肥中不像氮、磷那么重要。但若一旦缺钾,也将影响藻类的繁殖。无机钾肥主要有氯化钾(KCl),其含钾量(K2O)为50%左右,属生理酸性肥料;硫酸钾(K2SO4),含钾量(K2O)为48%~50%,属生理酸性肥料。此外,还有磷酸二氢钾等,这几种肥料均为水溶性速效肥。

(四)钙肥

钙在细胞中以离子状态存在,对藻类的蛋白质合成代谢及碳水化合物转化以及细胞的通透性、氮和磷的吸收转化均有重要影响。钙是藻类第二位重要的营养元素。池塘施用钙肥,不仅促进藻类繁殖,而且对改善池塘底质、水质,促进微生物的繁殖,加速有机物矿化分解等都有着重要的作用。

常用钙肥主要有生石灰和碳酸钙,磷肥中大多都含钙。钙肥施用通常是结合池塘清整消毒时使用。

二、无机肥料的施用

无机肥料由于肥效高而迅速,肥分比较单一,可直接为水生植物吸收利用,满足池塘生物对营养物质的需要。如施用得当,养鱼效果明显。因无机肥料种类不同,故施用方法也不同。

(一)无机氮肥的施用

1.掌握适宜的施肥量

研究认为,水中有效氮的浓度应保持在0.3mg/L以上,对繁殖藻类较有利。因此可参照这个标准来确定氮肥的施用量。施肥的方法采用少量多次的原则,有利于较稳定地供应营养物质和促进浮游植物的繁殖。在实践中目前主要根据池水的透明度和水色来掌握。一般维持透明度在30 cm左右,水色较浓,呈黄绿色或褐绿色,此时施肥量较恰当。如能进一步检查浮游生物的种类和数量则更为好些。

2.合理选用无机氮肥的种类

选用无机氮肥时,除了考虑来源、成本、含氮量外,还须注意肥料的酸、碱反应和残留副成分。例如氨水等液态氮肥都呈强碱性,其中的氮有一部分则以NH3的形态存在,对鱼类的毒性很强,使用时应注意其浓度,不应使水中NH3达到危害养殖鱼类的浓度。其他肥料一般以中性为好。对于碱度小、缓冲能力弱的软水更要注意。

无机氮肥的残留成分中,不少是有益的。如、CaCO3等具有补给有效碳、改良水质等作用。但有的则无益,甚至有害。例如长期施用硫酸铵,残留大量,在厌氧时还原生成有毒的H2S。

3.注意池塘环境条件,提高无机氮肥的施肥效果

铵离子能被水和淤泥中的胶粒吸附,所以当池水过分浑浊,水中黏土颗粒和其他胶粒过多时,不宜使用铵态氮肥,否则吸附固定损失较大。硝酸根离子不被胶体吸附,但在缺氧环境下,会发生反硝化作用而变成藻类不能利用的N2O和N2,使氮肥受到损失,因此要提高池水的溶氧量,促使提高氮肥使用效果。

4.注意肥料的相互配伍

铵态氮肥遇到石灰、草木灰等碱性肥料时,铵就会挥发损失。因此,施用无机氮肥时不可以和它们混合在一起或同时施用。

(二)无机磷肥的施用

1.无机磷肥的施用量

磷不仅能直接促进浮游植物的生长繁殖,而且能加强固氮生物的繁殖,从而增加水中有效氮的含量。因此,池塘施放磷肥非常重要。据一些研究者认为,水中有效磷的浓度维持在0.03 mg/L~0.05 mg/L,对繁殖浮游植物较有利。施磷肥的数量可按上述要求确定。施肥时也以少量多次为好。

2.注意施肥方法,提高无机磷肥的利用效率

过磷酸钙等可溶性磷肥,一般施肥后仅几天内有效,以后其磷酸很快受到化学固定和吸附固定而沉积池底。化学沉淀作用主要是与Fe3+、A13+、Ca2+生成FePO4、AlPO4、Ca3(PO)4等沉淀。吸附固定主要是受黏土颗粒、腐殖质等胶体的吸附。Kimmel和Lind研究表明,施入池塘的有效磷在4天内约有90%被淤泥颗粒所吸附。Fizgrald的试验结果也表明,淤泥对磷有着极大的吸附力。0.4 g干淤泥在30分钟内可吸收50μg的磷。此外,磷又极易与钙、镁(当水中pH呈碱性时)或与铝(当水中pH呈酸性时)化合形成难溶性的磷酸盐。只有池水的pH在6.5~7.5,有效磷在水中才能维持较高的浓度。而一般精养鱼池的pH均为7.5~8.5。由于上述原因,造成了池水的有效磷始终保持较低水平;就是施用了磷肥,其有效磷也容易遭受损失。这是施无机磷肥时的一个难题,应设法避免。其方法主要有:

(1)施磷肥与其他肥料不同之处在于,磷肥必须做到勤施、少施。通常在池塘中,采用过磷酸钙,每10天左右泼洒一次,每次使全池呈10 mg/L的浓度;采用“鱼特灵”,每15天左右泼洒一次,每次使全池呈5mg/L的浓度。

(2)施肥时间务必选择在晴天上午至中午,此时池水pH还较低,有效磷的退化速度较慢。加以上层水温高,热阻力增大,上下水层不易对流。泼洒磷肥后,可使上层水的有效磷保持较高浓度;而此时池水的浮游植物已趋向上层,利用“磷饥饿”的浮游植物具有奢吸贮磷的特点,可大大提高其吸收有效磷的能力,从而减少有效磷被塘泥和其他金属离子所吸附、固定的数量。

(3)泼洒前应事先了解天气预报,最好未来3~5天内无雨。这样施用后,由于水温高、日照好,浮游植物大量繁殖,往往会出现水华,施肥的效果可充分发挥出来。

(4)施肥后当天不能搅动池水(包括拉网捕鱼、加水,中午开增氧机、水质改良机等),以延长有效磷在水中的悬浮时间,降低塘泥等胶体物质对磷的吸附和固定。

(5)为了防止磷的退化,在泼洒前4~5天不能泼洒生石灰水,更不能与生石灰、草木灰等碱性肥料混合使用,以免水的硬度过大,pH过高,使水溶性磷退化成难溶性磷,而降低肥效。

(6)池水浑浊度过大,黏土颗粒过多时,不宜施放磷肥,否则吸附固定损失大。

(7)对于池水较瘦、溶氧充足的池塘,无机磷肥最好与有机肥沤制后使用,此时有机物多,可生成一些可溶性络合物,使有效磷被吸附的数量减少。

(8)通常精养鱼池施用磷肥后,浮游植物在2~5天内形成高峰,往往会出现水华。此时应适当加注新水,将水华控制在丝状或云块状。如发现水华过多、过浓时,必须大量加注新水,合理使用增氧机,防止浮游植物过度繁殖。

在池塘施用磷肥时,被吸附固定的磷,在适当的条件下,其中一部分可逐渐转变为有效磷向水中释放,故磷肥表现有“后效性”,即施肥后2~3年仍有肥效。

3.难溶性磷肥的使用

不同磷肥其溶解特性不同,施肥方法也应不同。一些弱酸溶性和难溶性磷肥,一般宜做底质有机肥较多、呈酸性池塘的基肥。这些磷肥下池后首先增加底质中总磷含量,然后逐渐向水中释放有效磷,以增肥水质。如施用汤姆斯磷肥,其所含的磷是弱酸性溶解,而肥料本身是碱性,含多量CaO及多种微量元素,施用后可不断释放出可溶性磷酸盐和微量营养元素,肥效保持时间较长,并能改良池塘底质,使池底酸性变成微酸性。

第四节 水产生物肥及微生物制剂

一、水产生物肥

(一)水产生物肥的特点

水产生物肥是一种新型的无机+有机+生物的高效渔用复合肥,既能培肥水体,促进鱼、虾、蟹、贝饵料生物的大量繁殖生长,又能改善水质,减少病害,有效避免泛塘,促进鱼、虾、蟹、贝迅速生长。水产专用生物肥集无机肥速效、有机肥长效和生物促效的特点于一体,充分应用水体施肥“以磷促氮,以微促长”的理论,微量元素的添加方式改传统的直接添加为物料补充,并在肥料中添加了生物素、生物酶、生物小肽、特殊水质改良剂、肥料增效剂等。

水产生物肥具有以下特点:

1.来肥迅速,肥效持久

氮、磷配比更科学,既能自身发挥肥水功能,又能促进底泥中的氮、磷等元素向水体中释放。晴天上午使用,第二天即可感觉水色变化,透明度降低,正常情况下肥效可持续7天左右。培肥的水色为黄绿至黄褐色,以硅藻、裸藻、隐藻、金藻、轮虫等饵料价值高的浮游生物为主,与传统化肥培肥的墨绿色、蓝绿色(以团状绿藻、蓝藻为主)的水色有明显区别。

2.调节水质,改善底质

水产生物肥所含的微量元素、生物小肽、氨基酸除供给水生生物直接利用外,还可与水体底质中某些有害物质结合,解除其毒性,减少对鱼、虾、蟹、蚌、贝等的毒害。同时在肥料中还添加了特殊物质(溶解后剩下的细泥状物),具有较强的吸附、络合、沉降作用,可降低水体中的悬浮物及分解底质中的有害物质。因此,使用时应将不溶的泥状物一并泼入水中,以免影响肥效。水产生物肥能促进水生植物进行光合作用,使水中溶解氧丰富,这对调节水质、改善底质也有很好的作用。

3.有效避免泛塘,促进鱼、虾、蟹、蚌、贝生长

水产生物肥中的生物小肽、生物酶、生物素等本身就是鱼类很好的促生长物质,可以直接被鱼虾蟹利用,另外水体中的初级生产者主要是藻类,养殖水体中溶解氧的主要来源也是靠水生植物的光合作用。光合作用的强弱主要取决于水体中水生植物的数量及光合作用的效率。水产生物肥中所含微量元素经过特殊处理,提高了其利用率,其中的Cl、Mn等能够提高光合作用效率。水产生物肥的微生物制剂不仅具有调水、改水性能,还能净化水质,改善环境,避免池塘环境的恶化;同时,微生物制剂在水体中经过生长繁殖,本身就是鱼虾蟹很好的饵料资源,从而可以促进水体生产力与环境的科学和谐统一。

4.提高免疫能力,预防疾病

水产生物肥所含的部分有机物(如氨基酸复合酶)有很好的抑制有害细菌的作用,其所含的微量元素(铁、锌、锰、钴、镁等)能改善水生动物的生理机能,提高其免疫力,增强抗病力。同时,水体环境的改善、水中溶解氧的增加,也可以减少病害发生。而且,水产生物肥用来改善水质的用量仅为常规用量的50%。实践证明:用水产专用生物肥其养殖成本较传统的碳铵、磷肥略低或相当,但养殖的综合效益要高得多。

5.绿色健康

水色好,无污染,对人畜无害。用水产生物肥养成的水产品比化肥养成的健康,耐运输、肉质好。更有意义的是符合环保法律法规的要求和国家产业政策。

(二)生物肥的局限性

生物肥料的单位成本比有机肥、化肥高,尽管性价比高,但不少用户习惯使用传统肥料,在认识上有待提高。

由于配方中氮、磷含量不是很高,而且用量少,要补充适量的氮磷源,在大水面和新池塘中要与其他肥料交替使用才能确保效果。

对草鱼等食饵性鱼类仅有改良水环境、间接促生长作用。

生物肥的发酵、干燥过程需要时间,所以生产量有一定的局限性。

(三)水产生物肥的使用技术

1.大水面用水产生物肥的方法及要点

(1)用水产生物肥时,最好在上风口、进水口或者在湖湾、库汊等处较好。

施肥时间以午前水趋于分层时为宜,这样肥料可多在水表层停留。水产生物肥施肥应掌握适量多次,间歇施放。

(2)施用水产生物肥以水体透明度维持在40 cm时为佳,透明度降到50 cm时可施一次追肥。在水温20℃时施水产生物肥2天后浮游植物量达高峰,可维持7~8天,每5~7天再施追肥一次。

(3)夏季少用或不用化肥。多数氮素化肥含铵,即使施用硝态氮肥,在缺氧和富含有机物的水中也会还原成铵态氮。含氮的有机物分解也产生氨。氨在水中通常有两种状态即离子态铵(铵根离子)和非离子态氨(氨气),非离子态氨对水生动物的毒性是很大的,轻则使水质老化、动物生长停滞,重则导致水产动物急性氨中毒而发生大量死亡现象。溶氧量的减少也会使氨气的毒性增强。尿素中的氮是酰胺态氮,某些藻类虽可直接利用尿素,但据研究在7ug/L有铵态氮共存时藻类利用尿素的能力就受到抑制,只有待尿素转化为氨氮时才能被利用。这个过程在高温季节需2~3天,低温时需7~10天。这样一来,尿素就不是一种速效肥料,因此,盲目追求使用高价尿素应慎重对待。

(4)用水产生物肥的水质以pH值在6.5~7.5为好。若水体pH值过高可先将磷肥充分溶解,然后泼洒以减少肥分损失。水体浑浊时,黏土粒子较多,肥料中的营养成分易被吸附固定,可待水体澄清后再用生物渔肥。施用生石灰后应在2~3天后再施水产生物肥,否则有效磷易与Ca2+相结合生成难溶的磷酸钙沉淀,从而降低磷的有效性。

2.水产肥施注意事项

一忌“阴雨急”。雨天水体中浮游植物光合作用不强,对氮、磷等元素的吸收能力较差;雨天水量较大,施肥的有效浓度会降低。

二忌“闷天气”。天气闷热时水中溶氧较低,施肥后水中有机物耗氧量增加极易造成鱼类因缺氧而浮头泛塘,不宜施粪肥、化肥,可宜施生物肥。

三忌“水浑泥”。水体过分浑浊,说明水体中黏土矿粒过多,肥料的部分离子易被黏土粒子吸附固定、沉淀,迟迟不能释放肥效,造成肥效损失。

四忌“单打一”。化肥不要单施,施肥的主要目的是培育鱼类易消化的浮游生物,浮游生物吸收营养一般要求氮、磷及微量元素全面,如果单施某种化肥会制约肥效的充分发挥,宜与水产生物肥交替使用。

五忌“拉郎配”。不能盲目混施,并不是每种肥料都可以混合使用的。施用生石灰后应在10天后再施水产生物肥,否则有效磷易与Ca2+相结合生成难溶的磷酸钙沉淀,从而降低磷的有效性。

六忌“高温期”。湖泊施肥宜在每年4~10月,水温在20℃~30℃的晴天上午进行,水温超过30℃时应停施、少施化肥,宜改用调水型生物肥。

七忌“干抛撒”。固态肥不能干施,氮、磷肥呈颗粒状,在水面停留时间较短,易沉入水底影响肥效。一般在施用固态氮、磷肥时,应将其兑水溶解后泼洒。生物肥更要浸泡12~24小时后再泼洒,效果显著。

八忌“鱼病里”。鱼不摄食或暴发鱼病时不能施肥,鱼摄食不旺时,由肥料培育的大量浮游生物不能被鱼及时利用易败坏水质;暴发鱼病时,鱼体抵抗力减弱,若铵态氮肥施用较多易使鱼中毒,宜用微生物制剂与水产生物肥结合起来使用。

九忌“超肥力”。施肥时千万不能一次将肥料施足,一般要求3~5天施追肥一次,使水体中的总氮有效浓度保持在0.3mg/L以上,总磷浓度保持在0.04mg/L~0.05mg/L。

十忌“放水体”。施肥后不能放走表层水,肥料施入水体后经过一系列的理化反应,一般1~3天后才能被浮游生物充分利用,浮游生物的种群一般均匀分布在水体表层下的2m内,如果施肥后放走表层水易造成肥效下降。

十一忌“消毒剂”。生物肥不能与抗生素、消毒杀菌剂、杀虫剂同时使用,活水素用后的活菌,药物对它有杀灭作用,水体使用消毒剂3天后才可使用,使用抗生素两天后才能使用,硝化细菌不可与过氧化钙等化学增氧剂合用,这些物质在水中分解出氧化性较强的氧原子会杀死硝化细菌,所以最好两天后使用。

十二忌“鲩殃及”。草鱼主养水体中不能施粪肥、化肥,草鱼四病与水质过肥、病菌多有关,宜用水产生物肥以及微生物制剂调水。

十三忌“深水底”。生物渔肥只在湖泊上游、湖边、浅水处、水不分层的水域中施用,因为浅水处光合作用强,水可以垂直循环把氧送到底层促使有机物矿化和向水表层转移,利于饵料生物生长。

二、微生物制剂

进入21世纪,伴随着人们生活水平的提高,消费结构和理念的变化,使得水产养殖业必须以高效、安全、健康和环保为发展方向。微生物制剂在这样的市场需求下应运而生。微生物制剂中的活菌进入水体或水生动物体内后,可以修复与调控动物体内外的微环境,抑制病害的发生,促进动物的生长,增强动物免疫机能,提高抗病能力,以及改善水产品的品质及风味。

(一)微生物制剂的概述

1.微生物制剂的概念

微生物制剂又称微生态调节剂,是指微生物理论指导下,运用微生态学理论,利用对宿主有益无害的活的正常微生物或正常微生物产生的促生长物质经过特殊工艺制成的制剂,以达到调整机体微生态平衡的目的。

水产微生物制剂,就是利用水产动物体有益的微生物或促生长物质经特殊工艺而制成的活菌制剂,它可用于水中微生态的调控、净化水质,能够产生一定的生物效应或生态效应,也可用于调整或维持水产动物肠道内微生态平衡,达到防治疾病、提高健康水平和促生长的目的。养殖生产上使用的微生物制剂包括活菌体、死菌体、菌体成分、代谢产物及具有活性的促生长物质等。

2.微生物制剂的特征

Fuller(1989)提出,微生物制剂应该具有以下特征:

(1)能给宿主带来有益的影响,如促进生长或抵抗病害等。

(2)无毒无害。

(3)在不知道其确切作用剂量时,必须在宿主体内保持有大量活体。

(4)能在低pH及有机酸等恶劣肠道环境中存活。

(5)能在存储保藏时较长时间地保持稳定并维持活力。

田允波(1999)等也提出了作为饲用微生物制剂菌种应具有的特征:

(1)无病原性、无毒性、无毒副作用,不与病微生物产生杂交种。

(2)体内外快速繁殖,具有很强的竞争优势。

(3)能在低pH值的无机酸、有机酸及胆汁存在的情况下存活并定植在胃肠道内。

(4)能产生乳酸、过氧化氢等肠道致病菌抑制物。

(5)加工后存活率高,混入饲料后温室下稳定性好。

(6)能促进动物生长发育。

3.微生物制剂的作用机理

作用机理是形成优势种群,与病原菌竞争生物位,抑制有害菌的繁殖;吸收利用水体氨氮等有害物质,改善养殖环境;生物降解养殖过程中产生的有机污染物,转化为二氧化碳、氮气、无机盐等;改善机体代谢,激活免疫系统,提高动物免疫力,又能在水体形成生物团,增加基础饵料数量,达到促进动物生长的目的;长时间的水产养殖残饵、排泄物等导致养殖场所池底自我有机污染日趋严重,生物环境严重破坏,需要进行生物修复。微生物繁殖速度快,对环境适应能力强、效果明显,与机械清理、化学药物处理等手段相比操作简单,节省人力物力,无药害残留等副作用,是优良的绿色产品。

(二)微生物制剂的分类

依据不同标准,水产微生物制剂可分为不同种类。

按使用目的划分为生长促进剂、免疫促进剂、治疗剂、水质改良剂等;

按菌种不同划分为芽孢杆菌制剂、乳酸菌制剂、酵母菌制剂等(许国焕等,2008);

按剂型不同划分为液体剂型、固体剂型、半固体剂型等;

按物质组成分为益生菌(Probiotics)、益生元(Prebiotics)和合生元(Synbiotics)等(康白,1996);

依活菌种的组成分为单一菌制剂和复合菌制剂。

在水产养殖中,又可分为饲料微生物添加剂和水质微生物调节剂(葛芹玉,2001)。水产饲用微生物一般采用的是芽孢杆菌(Bacillus)、乳酸菌(Lac-tobacillus)、酵母(Yeast)和光合细菌(Photosyntheticbacteria)等。

目前除了已经被普遍使用的光合细菌外,微生物制剂在市场上常见的品种主要有两大类。一类是体内微生物改良剂,将其添加到饲料中用以改良养殖对象体内微生物群落的组成,应用较多的有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、EM菌等;另一类是水质微生物改良剂,将其投放到养殖水环境中以改良底质或水质,主要有光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、EM菌等。

近几年来一种不同于以上列举的微生物制剂——蛭弧菌活菌制剂,成为新的研究热点,蛭弧菌(Bdellovibrio)是寄生于其他细菌并能导致其裂解的一类细菌。它虽然比通常的细菌小,能通过细菌滤器,有类似噬菌体的作用,但它不是病毒,确确实实是一类能吃掉细菌的细菌。有试验表明,它还可以明显降低水体中的氨氮,并且可以提高养殖对象肠道吸收和免疫水平。目前蛭弧菌活菌制剂不仅可以作为一种饲料添加剂来使用,而且可以作为一种水质改良剂直接泼洒至养殖水体来使用。

(三)水产微生物制剂的应用

1.微生物制剂在改善水质方面的应用

由于长期养殖,养殖水体内会残留有大量的残饵、粪便等有机污染物,并有大量动植物尸体。这些有机污染物会分解产生大量对水产养殖动物有毒有害的气体,如氮气、硫化氢等,进而危害养殖动物的生存和生长。微生物制剂性的水质净化剂在微生物的代谢过程中具有气化、氨化、硝化、反硝化、解磷及固氮等作用,能将上述物质分解为二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐等无毒物质,进而被水体中的藻类加以利用,起到净化水质的作用。另外,还从两个方面间接起到增加水体溶氧的作用。一是通过降低COD而增加溶氧,二是通过促进藻类繁殖和生长而增加放氧量。

李卓佳等(1998)对微生物制剂净化养殖水体技术的试验取得了很好的经济效益,特别是使用其可以显著抑制细菌性鱼病的发生,从而减少甚至避免抗生素类药物的使用,大大提高了水产品的质量安全。杜震宇等(2002)用以芽孢杆菌为主体的微生物净水剂对主养黄河鲤鱼池塘中的生态因子进行调控,菌剂投放鱼池后能有效改善水质,消除池底污泥中的臭味,在降低总氨氮方面效果显著,产量提高约12%。目前常用的水质净化剂有光合细菌、芽孢杆菌和枯草杆菌等。

2.微生物制剂作为饲料添加剂的应用

由于工厂化高密度水产养殖规模的日益扩大,造成水体生态环境的失调,从而引发各种病害。长期使用抗生素和化学药物来防治鱼病会带来诸多副作用,如许多病原菌产生抗药性,导致抗生素用量的增加,同时破坏和干扰了肠道正常菌群和养殖微生态环境。微生物制剂因绿色环保、无毒副作用、无残留污染、不产生抗性等优点已成为抗生最有潜力的替代品。随着动物微生物制剂在畜牧等方面的广泛应用,在水产业上的应用也越来越引起人们的重视,其在饲料添加剂中的应用主要有:

(1)产生营养物质,分泌多种酶类,促进动物生长。选择能产生养殖对象所需的蛋白质和氨基酸的菌种,可有效解决饲料氨基酸构成不合理的难题,其蛋白质可与饲料的其他营养成分同步吸收,同时多数微生物体内蛋白含量达固体成分的40%~80%,是很好的蛋源。啤酒酵母作为渔用饲料的蛋白质来源的研究也取得了良好的结果,研究表明,用酵母中的活性酵母蛋白取代秘鲁鱼粉喂养鲤鱼可使每公顷增产2250 kg,饲料利用率提高10%;另外潘康成等(1997)、丁贤等(2004)和江永明等(2011)也分别报道芽孢杆菌制剂能显著提高鲤鱼、凡纳滨对虾和尼罗罗非鱼肠道消化酶活性,促进生长。

(2)拮抗动物病原菌,维持微生态平衡。微生物制剂具有在体内的定植性、排他性和繁殖性,进入生境后能在自然的生态系中对非自然的微生物发生拮抗作用,从而抑制有害微生物的生长,维持机体微生态平衡。其作用方式主要有:①竞争营养物质。微生物制剂在宿主机体内膜系统定植、繁衍,与有害微生物竞争营养物质及生存繁殖空间,从而抑制有害菌的生长。②竞争生态位或附着位点。Kimiaki Yasuda(2000)用体外试验证实,从大菱鲆和欧洲黄盖鲽肠道中分离出来的细菌能抑制鳗弧菌,它在肠道黏液中比鳗弧菌有更强的黏附和生长能力,表明它们能在肠黏膜表面有效的同病原体分泌细菌毒素、过氧化氢、有机酸(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸等)等物质,可使肠道pH下降,抑制有害病原微生物的生长。

3.增强机体免疫力,提高防病能力

微生物制剂能起到机体免疫剂的作用,能刺激动物产生干扰素,提高免疫球蛋白浓度和巨噬细胞的活性,通过非特异性免疫调节因子等激发机体免疫力的增强。Gatesoupe(1991)等用含芽孢杆菌S11的饲料投喂斑节对虾,结果表明,试验组酚氧化酶活力和抗菌活力等都高于对照组。Nikoskelainen(2003)等报道,鼠李糖乳杆菌能提高虹鳟鱼血细胞的呼吸爆发活性和血清免疫球蛋白含量。Ouwehand(1999)等提出摄入的微生物制剂对免疫系统的刺激可能有两个途径。一种为微生物代谢产物或碎片作为小分子抗原直接通过普通上皮或透过上皮细胞间隙进入淋巴组织,由抗原呈递细胞处理或直接交给淋巴细胞产生免疫应答;另一种为微生物细胞本身由微褶细胞(M-cell)通过胞饮作用传递给位于M-cell包囊中的巨噬细胞等,进入淋巴组织,由抗原呈递细胞处理或直接交给淋巴细胞产生响应的免疫应答。

4.有益的微量元素和其他调节水产动物生理功能的物质

(1)维生素。某些细菌和酵母具有合成维生素的能力,其维生素量也十分丰富,因此由这类细菌制成的微生物制剂,一方面水产养殖动物可直接摄取,也可从进入肠道的微生物自行合成或代谢的产物中获取。

(2)无机盐。传统饲料中微量元素是以无机盐形式存在的,而微生物所含的矿物质元素大多为有机态,如氨基酸螯合态盐,易于吸收,稳定性好,且不易被破坏。

(3)促生长剂。有些微生物制剂可起到促生长剂的作用。李东风报道了以光合细菌作为饲料添加剂,饲养团头鲂、草鱼均得到了显著的促长效果,团头鲂鱼种日增重率和总增重率分别是对照组的4.71倍和5.1倍,草鱼种日增重率和总增重率为对照组的3.2倍和2.5倍。

(4)合成抗生素。大量细菌、放线菌、真菌可以合成抗生素,可以抑制某些细菌的生长,减少动物体内有害菌分泌的毒素和炎症。韩如政用“速大肥”(含畜用抗生素维吉尼霉素50)喂鲤鱼,可以促进鲤鱼的生长,降低饵料系数,而且该种添加剂无组织残留,又含有独特的M-S双因子结构,难以产生抗药性,其应用效果良好。

(5)着色剂。有些微生物制剂含有类胡萝卜素,它除了具有抗紫外线辐射、促进生长和成熟、增强对高氨和低氧的耐受性等功能外,还具有很好的着色功能。如将红酵母加入饲料中可提高鳟鱼、鲑鱼的肉质品质,可增强其体表的外观颜色。

(四)目前常用的水产微生物制剂种类

1.芽孢杆菌属

主要有两个方面作用。第一,有些芽孢杆菌属在鱼虾肠道内、体表定植并繁殖,形成优势种群,促进该部位有益细菌生长繁殖,竞争性抑制肠道、体表致病菌繁殖,提高鱼虾免疫力,能有效预防肠道、体表疾病。第二,有些芽孢杆菌在繁殖扩大过程中,大量产生蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,能迅速降解鱼虾残饵和排泄物中蛋白质、淀粉、脂肪等有机物,在池内其他微生物的共同作用下,大部分进一步降解为二氧化碳和水,少部分成为新细胞合成的物质。

2.硝化细菌

是亚硝化细菌和硝化细菌的统称。硝化细菌是一种好气性细菌,能在有氧的水中或砂层中生长,并在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。它们包括形态类型互异的杆菌、球菌或螺旋菌,属于自养型细菌的一类,包括两种完全不同代谢群:亚硝酸细菌属及硝酸菌属。

(1)亚硝酸菌属。一般被称为“铵之氧化者”,因其所维持生存的唯一食物来源是铵(NH4+),在有空气存在时,铵可被亚硝酸细菌吸收利用,分解产生亚硝酸。即有氧将铵氧化为亚硝酸盐(NO2-)可以产生能量,亚硝酸菌可利用该能量从二氧化碳或碱度中制造有机物,所以这类细菌根本不需要有机物就能生存及繁衍。

(2)硝酸菌属。一般被称为“亚硝酸之氧化者”,因其所维生的主要食物来源是亚硝酸,亚硝酸和氧化合所生成的化学能足以使其生存,而且生成的硝酸盐成为氮循环的终产物。

硝酸菌可利用此反应所产生之能量,用于合成自己所需之有机物,故这类细菌同样不需要摄取有机物也能生存及增殖。

铵被硝化细菌氧化成亚硝酸,随后又被氧化成硝酸的反应被化学家称为“硝化反应”。这个反应是由两种不同的细菌所进行的,需密切配合,才不致使反应的中间产物亚硝酸盐滞留积累于水体中。

3.酵母菌

在有氧条件下,酵母菌将溶于水中的糖类(单糖和双糖)、有机酸作为其所需的碳源,供合成新的原生质及自己生命活动能量之用,对糖类的分解,可完全氧化为二氧化碳和水。

在缺氧条件下,酵母菌利用糖类(单糖和双糖)作为碳源,进行发酵和繁殖酵母菌体。所以酵母菌能有效分解溶于水中的糖类,迅速降低水中生物耗氧量。在池内繁殖出来的酵母菌又作为鱼虾的饲料蛋白利用。

4.乳酸菌

乳酸菌是一类能使糖发酵成乳酸的细菌。包括杆状的乳酸杆菌属和球状的链球菌属中的乳链球菌,其作用如下。

(1)提高饲料利用率。

(2)促进维生素合成及酵素产生。

(3)稳定肠道菌相,并除去肠内病菌。

(4)产生抗菌物质,增强养殖动物免疫力。

(5)和其他菌类配合对肠炎有一定的预防作用。

5.反硝化细菌

反硝化细菌是由具有反硝化作用的一组微生物种群组成,主要用于处理底泥。在鱼虾池底层溶氧低于0.5mg/L、pH值8~9条件下,反硝化细菌利用底泥中有机物作为碳源,将底泥中硝酸盐转化为无害的氮气排入大气中。反硝化过程消耗了大量的底层发酵产物和沉积于底层的有机物,底层污泥中有机物和硝酸盐的含量迅速减少,这样,可有效预防因气候突变引起水体剧变对鱼虾的影响。可见,在鱼虾池内使用反硝化细菌利大于弊。利用反硝化细菌处理底层的有机物,减少底泥中硝酸盐含量的关键是选择对菌种,使用通过实验室筛选反硝化主要产物为氮气的反硝化菌种,扬长避短。只有这样,才能长期做到既可减少底泥有机物和硝酸盐的含量,又能长期维持池内水质稳定。

6.光合细菌(PSB)

光合细菌是一类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。这些细菌是一群没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,具有固氮能力。它们最基本的共同特点是能在厌气和光照条件下进行不产氧的光合作用。光合细菌一般在厌氧条件下,光合作用不产生氧气。光合细菌目前在水产养殖上的应用,主要有以下几个方面:一是作为养殖水质净化剂;二是作为饲料添加剂,用于鱼、虾、贝幼体的培育;三是作为动物性饵料,在防治鱼病方面的试验效果很好。

7.硫杆菌

利用硫杆菌属的细菌在厌氧条件下能以无机基质作为氢载体,使亚硝酸盐还原产生氮气,从而除去硝酸盐氮,因而特别适合饮用水中硝酸盐超标的去除,还有一种应用的硫杆菌,其具有氧化硫和硫化物的作用,可去除水体中硫化氢。

(五)影响微生物制剂使用效果的因素

1.环境因素

大部分微生物制剂使用于非可控的养殖水体,环境因素(溶解氧、碱度、温度、pH值等和天气状况)会对微生物制剂的使用效果产生一定的影响。

(1)溶解氧。水体溶解氧的高低,会影响到好氧菌生长速率和氧化分解污染物的效率。目前微生物制剂中芽孢杆菌为好氧菌(或兼性),硝化细菌为严格好氧菌,使用含有这类活菌的产品,一定要保持水体足够的溶氧,才能维持细菌快速繁殖和对污染物的有效分解。以硝化细菌为例,每毫克氮经过整个硝化作用途径后,由氨转变为硝酸盐需要4.57 mg溶解氧来“清除”含氮物质释放的电子,所以保持较高的溶解氧对于硝化细菌是必要的。研究表明水中溶氧至少大于2mg/L是硝化细菌进行正常的硝化反应所必需的。池塘底部低溶氧会影响生物底改的使用效果,大多数养殖者更喜欢颗粒型生物底改。他们认为既然是底改,当然要沉到塘底才能更好地发挥作用,但是池塘底部是污染最严重的区域,尤其是养殖的中后期,底部积累的耗氧因子往往会使底部溶解氧消耗殆尽,如果生物底改中没有耐低氧菌株(≥0.5mg/L~1.5mg/L),那么这些细菌在缺氧的环境中生长繁殖并不理想,虽然直接到了底部,但大部分细菌休眠或没有繁殖,甚至死亡,即使投入很多菌也无济于事。有些生物底改剂推荐配合增氧粉(颗粒)使用,也是通过增加溶氧来促进生物底改的效果。

(2)碱度、pH值和盐度。碱度的大小表征了水体缓冲能力的大小。在藻类光合作用下,低碱度水体(CaCO3含量<50 mg/L)相对于高碱度水体(CaCO3含量80 mg/L~150mg/L),有更大的pH值波动。每种细菌都有一个最佳pH值范围,过大的pH值波动会影响微生物制剂效果,如硝化细菌,虽然各种亚硝酸细菌和硝酸细菌生长的最适pH值不同,但它们都在微碱性环境中生长良好,对pH值的变化反应明显。硝酸细菌如硝化杆菌pH值为8.3~9.3,一般在中性或微碱性条件下生长最好,硝化细菌类产品需要养殖水体保持较高的碱度才能很好地发挥作用。理论上计算,硝化细菌氧化1mgN-NH3,需要消耗7.14mg碱度。池塘底部污染严重时,发酵产生的有机酸积累,碱度太低,会使底部pH值很低,会严重影响芽孢类微生物制剂对池塘底部的改良效果。有的细菌不耐高盐度,产品中活菌投水后死亡率高也是影响效果的原因之一。

(3)天气状况。大多数微生物制剂在20℃~30℃内有比较好的活性,水温10℃以下时活性明显降低,在使用微生物制剂时要注意水温对产品效果的影响。天气好坏会影响到藻类的繁殖和水色变化,对于以水色变化与否来检验产品的养殖者,最好在晴天上午使用微生物制剂。亚硝酸细菌对近紫外波段很敏感,强烈的光照对于亚硝酸细菌影响较大,因此在使用硝化细菌类产品时养殖水体的透明度不能太大,或者选择合适的时间使用会有更好的效果。

(4)营养缺乏或过多。细菌进入水体后繁殖速度与水体的营养水平有很大的关系。一般认为细菌生长对水体C、N、P的利用率为100∶5∶1。如果水体太瘦,或营养成分单一或失衡,有些以异养菌为主的活菌制剂不会大量繁殖,使用活菌几乎无效,此时应向水体中适当补充缺乏的营养才能达到更好的效果。

适量的有害物质如氨氮、亚硝酸盐、硫化氢或有机物的存在是必要的,因为细菌只有以此为基础才能获得能量生存繁殖,但过量了也会对微生物产生毒害作用,如非离子态氨对于硝化细菌是具有微量的毒性作用,当非离子态氨的浓度达8mg/L时,就能对硝化细菌产生抑制。另外亚硝酸盐积累太多也会对硝酸细菌产生抑制,所以使用微生物制剂时要充分考虑这些因素对产品使用效果的影响。

(5)其他环境因素。若水体中吞噬细菌的轮虫、枝角类等浮游动物大量存在时也会影响微生物制剂使用效果。另外水中重金属或农药等化学物质含量过高都会对微生物制剂使用效果产生影响。

2.使用技术

(1)使用量。使用国内生物制剂时,养殖者有增加剂量(或加倍)和根据水深增加用量的习惯,好的产品用量并非越多越好,水体中投放太多的细菌会导致池塘生态结构失衡,藻相破坏(多发生在生态系统脆弱的覆膜池,过多细菌和藻类竞争营养),溶氧降低和养殖动物出现应激反应,而太少的细菌又不能达到一个很好的效果。

667m2养殖水面投入细菌的量与产品的细菌活性、配比技术、生产工艺、细菌进入水体后的成活率和繁殖力以及水环境等因素有关,目前还未见这方面的研究报道。但实际的经验表明,国内的大多数微生物制剂产品每次用量菌数在1000亿cfu/667 m2~5000亿cfu/667 m2,有的甚至更多,少数国外同类产品200亿cfu/667 m2~500亿cfu/ 667m2能达到很好的效果。为了避免过量使用给养殖生产造成危害,应严格按照厂家说明书使用。注意在晴天上午使用,并开动增氧机。通常在以下情形按50%的推荐用量使用,少量多次(3~5天使用1次),阴雨天气,增氧设备不足,水色很淡或水色不稳定,碱度未知或很低,覆膜池等。

(2)是否长期使用。坚持从养殖前期定期使用,减少污染物积累,越早应用效果就越明显。若在后期水体和底泥污染严重时才考虑使用微生物制剂,此时水体和底部环境较差,有害物质浓度很高,不再是微生物生长的最佳环境,在很短的时间内单靠微生物很难达到好的效果。实践经验表明,要维持稳定的水色和菌藻平衡应该定期使用,最好7~10天使用一次,中、后期为了增加水体的透明度或改善水体藻密度很浓的状况,3~4天使用一次,连续使用2~3次。

(3)是否对微生物制剂有正确的理解。微生物制剂主要是改善水质和底质环境,平衡藻相,稳定水色,抑制有害细菌,减少应激反应等。但是养殖者在使用微生物制剂上存在很大误区。有人持消极否定态度,认为微生物制剂没有多大作用,用不用无所谓,即使用了也是花钱买个心理安慰;有人持积极否定态度,把微生物制剂当作药物,定位为救急产品,认为多使用微生物制剂就不会发病或能够治疗病害,寄予过高的期望,当没达到预想效果时,大多数养殖户会放弃使用微生物制剂,而不探究具体原因。有人持急躁盲目态度,追求立竿见影的效果,达不到效果就立即更换产品,各种微生物制剂都买一点,一种不行换另一种,最后不知是哪一种在发生作用,这些片面的观念在实际中会影响微生物制剂效果的体现。

(4)养殖者是否具备一定的经验。养殖者具备一定测水或产品使用经验,可以更好地体现微生物制剂的使用效果。如使用简易的测试工具测定水质时,有些指标超出了测定范围,有很多养殖者并没有稀释后进行测定,这样就会掩盖微生物制剂的效果。

(5)其他使用问题。微生物制剂与强氧化性物质或消毒剂同时使用或者两者间隔时间不够,使用后大量换水等都会影响微生物制剂的使用效果。

3.产品问题

(1)菌株没有产生针对性的酶或产品没有针对性菌株。污染物的分解主要靠细菌代谢过程中产生的酶来完成,不同来源或不同筛选方法产生的菌株会有不同的酶系。另外养殖地域跨度大,水质千差万别,在上述不同情况下有良好稳定的效果,菌株产酶种类合理配比和均衡互补尤为重要。如果产品中缺少针对性酶或菌株,就会影响使用效果。如大家所熟知的光合细菌对高分子有机物分解效果没有对低分子脂肪酸、醇类、芳香族化合物等好就是一个例子。另外,不排除有些生产企业为追求利润,生产劣质产品的可能。

(2)杂菌多。载体没灭菌或者固体发酵感染杂菌,都会使产品质量和使用效果受到影响。目前市面上还有一部分微生物制剂需要活化后才能使用,活化的目的是增加菌数,若产品需要活化表明菌量不是很够,厂家完全可以增加出厂产品的菌数来省略养殖者活化程序。活化不仅造成了使用上的不便,而且还有潜在的风险。因为养殖者通常使用红糖、麸皮等很简单的培养基和塘水,以及没有过滤杂菌的空气进行充气扩培,会改变产品菌株之间的配比和不能估计投入水体的菌量,也会使产品污染杂菌影响使用效果,甚至产生副作用。

(3)产品储存。微生物制剂在运输和储存过程中,其活性会受到温度、湿度、氧化、酸碱度、贮存时间、机械摩擦和挤压等因素的影响。在选购产品时一方面要注意生产日期与保质期,这涉及产品的活菌数和使用效果。液体产品的保质期相对较短,商品保质期一般标注为12个月,最好在6个月内使用为佳。粉剂的商品保质期常见的有12个月、18个月、24个月,以芽孢杆菌孢子状态可以保持24个月左右,对于非芽孢类菌粉除非特别处理,保质期一般12个月左右,粉剂开封后最好用完,或者防止潮湿细菌萌发。另一方面,购买的产品储存于阴凉、通风、干燥处,保持细菌的活性。若菌种已经衰老,活性衰减,酶系不全,细胞内贮存的物质已消耗的差不多了,那么进入一个新的环境有相对较长的恢复过程,甚至入水成活率很低,这样就严重影响了微生物制剂的使用效果。

总之,养殖者要尽可能地了解影响微生物制剂效果的因素,在实际应用中,提高微生物制剂的使用价值,从而为养殖生产创造更大的效益。

第五节 池塘的合理施肥

如前所述,有机肥料与无机肥料各有其优缺点(表3-2)。如单一使用,均可带来不同程度的副作用,达不到合理施肥的要求。因此,从整个养鱼的全过程看,池塘合理施肥首先要保持池水营养盐类的总体平衡,防止营养元素单方面过剩,而白白浪费掉。其次,要根据不同养殖模式和投喂饲料形成的水质特点,选择合适的肥料。第三,要保持池水具有充足的溶氧条件,防止施肥后,因缺氧引起鱼类浮头泛池。第四,要根据有机和无机肥料的特点,选择合适的有机肥料或无机肥料。

表3-2 有机肥料与无机肥料比较表

一、保持池水营养盐类平衡

池塘中浮游植物吸收水中的营养盐类要有一定的比例。根据这一比例组成的营养盐类,浮游植物才能迅速生长繁殖,池塘的初级生产力高。据测定,浮游植物对水中常见营养元素组成的比例是:碳∶氮∶磷=41∶7.2∶1。即浮游植物在光合作用过程中需消耗41 mg碳、7.2mg氮和1mg磷,才能生长成100mg的细胞物质(干重)。水中营养盐类只有达到这一比例,其组成才能相对平衡、合理。

如果水中营养盐类的组成比例失调,就应针对水中所缺乏的营养盐类,选择某种肥料,用施肥的方法加以补充,以调节水中营养盐类组成,保持水中营养盐类平衡。这就为池塘的合理施肥提供了理论依据。

(一)李比希最小养分律

合理施肥的基本原理是李比希提出的最小养分律。最小养分律的涵义是植物为了生长发育需要吸收各种养分,但是决定植物产量的却是那个相对含量最小的植物有效生长因素,产量也在一定限度内随这个因素增减而相对地变化。因此,如果忽视这个因素存在,即使继续增加其他养分也难以提高植物的产量。为了更好地理解最小养分律的涵义,可以用贮水木桶来加以说明。贮水木桶是由代表不同养分的木板组成,贮水量即表示池塘初级生产力的高低。池塘初级生产力的高低在一定程度上决定于那块最短木板(最小养分)的高度。由此可见,如果水中某一营养盐类减少,其组成比例失调,这一过少营养盐类往往就成为池塘初级生产力的限制因素。过多营养盐类也就无法被浮游植物所利用而白白浪费掉。因此,池塘施肥,必须要考虑到水中营养盐类的平衡。特别是施用无机肥料,必须加强施肥的针对性,以调节水中营养盐类的组成。否则就不能发挥其应有的增产效果。

(二)池水营养盐类的主要限制因子

1.氮与磷对池塘浮游植物生长的影响

我国精养鱼池由于大量投喂草类等纤维素多的饵料,故一般水中不缺碳与钾,而缺氮和磷。对精养鱼池中有效氮与有效磷对浮游植物生长影响的研究表明(王武,1992),水中的亚硝态氮对浮游植物变化无直接影响。池水主要营养盐类——有效氮和有效磷的变化与浮游植物的数量呈负相关。其中,如果有效磷保持不变,每消耗1μg有效氮,可生成62.09μg的浮游植物干物质;如果有效氮保持不变,每消耗1μg有效磷,可生成103.89μg的浮游植物干物质。该数值与生物体内含磷1%到每消耗1 mg磷生成浮游植物干重100 mg相近。由此可见,在精养鱼池中,有效磷含量的变化对浮游植物影响比有效氮大。

2.我国精养鱼池营养盐类的特点

有效氮高,有效磷低。在鱼类主要生长季节,有效磷往往成为池塘初级生产力的主要限制因子。究其原因主要表现为:

(1)我国养鱼池塘大量施用的有机肥(尤其在早春)均是有机氮肥(一般以猪粪、牛粪为最多),其含氮量远比含磷量高。

(2)在鱼类主要生长季节投喂的大量天然饵料和商品饲料以及鱼类粪便和残饵中的有机氮高,生物的尸体、粪便和残饵分解首先形成氨氮。

(3)鱼类对蛋白质的利用率不高,即使是全价配合饲料,其蛋白质的利用率也不超过35%,因此饲料中有很大部分蛋白质最后均以氨的形式排入水中。

(4)池水的总磷较高,但由于水的pH较高(7.5~8.5),有效磷本身的溶解度较低,加以有效磷极易被淤泥等胶体物质所吸附或被重金属所络合,造成磷的退化。因此池水的有效磷很低。

我国精养鱼池有效氮通常为0.5mg/L~2mg/L,最高可达4mg/L以上。据测定,浮游植物需要有效氮的最低含量为0.34 mg/L,故精养鱼池有效氮应控制在0.5 mg/L~1.5 mg/L为佳。可见在鱼类生长季节,有效氮已足够有余,而且有效氮中通常有60%左右的氮是以总铵形式存在,总铵中有一部分氮是对鱼类有毒的分子态氨。故有效氮过高,反而直接或间接影响鱼类生长。由此可见,在鱼类主要生长季节,精养鱼池中的有效氮随投饵量的增加而逐步增大,因此就没有必要再施含氮量高的无机氮肥或耗氧量大的有机氮肥。

在鱼类主要生长季节,我国精养鱼池的有效磷通常在0.003mg/L~0.02mg/L,而且往往在0.01mg/L以下。对衣藻的有效磷最低需要量的测定表明,水中有效磷至少要保持0.03mg/L以上。故精养鱼池缺乏有效磷的现象十分显著,而且有效氮和有效磷的比例严重失调。据测定(王武,1992),在精养鱼池中,池水的有效氮与有效磷的比例以35~50∶1为佳,而目前精养鱼池一般均在150~500∶1,最高达1196∶1,致使藻类产生严重的“磷饥饿”。根据李比希最小养分律,不难发现水中有效磷是池塘初级生产力的主要限制因子。由于水中缺乏有效磷,致使大量有效氮没有充分利用而白白浪费掉。因此,在鱼类主要生长季节,施用无机磷肥,对增加水中有效磷的含量,调整有效氮和有效磷之间的比例,充分利用精养鱼池丰富的有效氮源,促进浮游植物生长,提高池塘初级生产力起着重要作用。无锡河埒乡池塘大面积施用磷肥比较试验表明,在5~9月,每15天左右喷洒5 mg/L的“鱼特灵”的试验片(20口池,10.8 hm2),鲢、鳙鱼平均666.7m2净产比对照片(21口池,11.12 hm2)增长13.7%,试验片的平均666.7m2净产量比对照片增长11.6%,投入产出比高达1∶25。社会效益和经济效益显著。

二、根据不同养殖模式和投喂饲料形成的水质特点

池塘有效氮和有效磷的具体含量主要与养殖模式、投饵施肥的类型有关。

针对当地常规养殖方法池水缺乏有效磷的特点,采取人为施用磷肥(“鱼特灵”)后,池水有效磷明显上升,藻类就可以充分利用有效氮,故池水有效氮明显下降,有效氮和有效磷的比例趋于正常,其鲢、鳙鱼净产量明显上升。

必须强调指出,上述施肥方法仅在精养鱼池起作用。这是由于精养鱼池水中含有大量的有效氮,而严重缺乏有效磷。此时施用磷肥,可调节有效氮与有效磷之间的比例。如果是粗养鱼池或瘦水池塘,池水的有效氮和有效磷均很低,那么无机氮肥和磷肥应同时施用。

三、保持池水具有充足的溶氧条件,防止施肥后因缺氧引起鱼类浮头泛池

(一)采取有机肥料与无机肥料相结合的施肥模式

有机肥料入池后分解需要消耗池水中大量的溶氧。据测算,分解1 g有机物约需消耗1.56 g氧气,所以有机肥料施用不当会造成池水缺氧而死鱼的现象。但有机肥料肥效长,因此宜在早春或在晚秋,水温低时用作基肥或追肥。此时生物的新陈代谢较低,有机物分解缓慢,其耗氧量较少,且可保持池水肥力持久而不衰。

在鱼类主要生长季节,水温高,生物的新陈代谢强。由于大量投饵,池水有机物含量较高,耗氧大。因此,不能施用耗氧量大的有机肥料,加上此时池水并不缺氮,而主要缺磷,所以应施无机磷肥。目前高产单位均采取“抓两头(春秋两季水温低时施用有机肥料)、带中间(夏季水温高时施用无机肥料)”,重施基肥(基肥占全年有机肥料的70%~80%)、巧施磷肥,以磷促氮、改善水质的施肥原则,改善了池塘溶氧状况,促进池塘浮游生物稳定和持续的生长,生产上行之有效。

(二)采用有机肥料与无机肥料混合使用的施肥模式

此法往往用于瘦水池的追肥。在施用腐熟有机肥料的同时,施放合适的无机肥料。使两种肥料取长补短,发挥各自的优点。

首先,有机肥料肥力长,水质稳;而无机肥料能迅速促使浮游植物大量繁殖,其光合作用能产生很多氧气,以弥补有机肥料造成池水氧量不足的状况,改善了池水溶氧条件,这样使水质肥沃,溶氧量充足,有利于优质饵料生物的繁殖和鱼类的成长。

其次,施用有机肥料后需经过一段分解过程,才变成浮游植物能利用的有效养分。因此在提供有效养分的速率上往往无法及时供应浮游植物的需要,造成肥分时浓时淡,不很稳定。如配合施用无机肥料,因其不需经过分解过程,可直接和及时提供有效养分,弥补有机肥料的不足,使水质肥而稳定。浮游植物得以稳定持续地繁殖。最后,有机肥和无机肥料混合施用,也有利于提高氮肥、磷肥的利用率。池塘淤泥和氨水混合,有机肥料和过磷酸钙等可溶性无机磷肥混合及沤制,可以防止或减少氮、磷肥的损失。如无机磷肥与有机肥料能生成可溶性的络合物,减少有效磷被吸附固定的损失,同时过磷酸钙用有机肥堆积时,能将有机氮分解出的氨态氮与磷酸钙结合生成过磷酸铵,防止铵的挥发损失,故具有保氮的作用。池塘淤泥和氨水的混合也能较好地保氮和增加有效磷浓度的作用。

(三)正确地掌握池塘施肥的时间,充分利用池水上层的氧盈

在鱼类主要生长季节的晴天中午,表层水温高,水的热阻力大,造成池水的分层现象。上层水温高,浮游植物的光合作用强烈,上层水氧气超过饱和度而产生大量氧盈。此时,如果用全池泼洒方法施用适量的腐熟有机肥料,肥料营养成分转化快。虽然它们要消耗大量的溶氧,但是一方面上层池水溶氧量高,不会造成池水缺氧;另一方面浮游植物当天仍有足够的时间进行光合作用,产生氧气,以弥补有机肥料分解时消耗的氧气。此时,如果施放无机氮肥和无机磷肥,由于池水的分层现象,使上层水中施入肥料浓度比全池相对要大得多,而且浮游植物又相对集中在上层,这就有助于藻类的奢吸贮氮和贮磷,促进它们的繁殖,并且可以减少或避免池塘底质淤泥对氮、磷肥的吸附固定损失。同时也可避免由于池水氧气状况不良,硝酸盐反硝化作用造成的脱氮损失,且可减少无机肥料的用量,相对提高了肥料的利用率。因此,养鱼池塘的施肥时间应选在晴天的午间(10:00~14:00)进行为佳。

四、根据有机和无机肥料的特点,选择合适的有机肥料或无机肥料

(一)注意施用肥料的配伍,提高肥料使用效果

施用无机肥料时氮、磷、钾或氮、磷混合施肥。水生植物是按一定比例,同时从水中吸收各种营养元素的。因此,施肥特别是施无机肥料时,最好将各种肥料按一定的比例混合使用。各种肥料的比例和施肥效果有密切的关系。配合比例适当、适量施肥后,浮游生物的数量可得到很大的增长。试验表明,在池塘中培养浮游生物时,氮、磷酸、氧化钾的施放比例以2∶2∶1较好。例如所用氮肥为硫酸铵,含氮(N)量为20%,磷肥为过磷酸钙,含磷酸量(P2O5)为17%,钾肥为硫酸钾,含氧化钾(K2O)为33%。其用量可按下述方法计算:

按N∶P2O5∶K2O为2∶2∶1比例配合时:

硫酸铵的份量是2×100/20=10份,

过磷酸钙份量是2×100/17=11.8份,

硫酸钾的份量是1×100/33=3.03份。

三者合计:24.83份。

如每666.7m2池塘施用上述混合肥料7 kg,它们各自的用量为:

硫酸铵(氮肥)用量10×7/24.83=2.8(kg),

过磷酸钙(磷肥)用量11.8×7/24.83=3.3(kg),

硫酸钾(钾肥)用量3.03×7/24.83=0.9(kg)。

(二)根据肥料性质决定肥料配伍

池塘施用的肥料种类、成分和性质各不相同,在具体贮存和施用时要根据它们的性质来决定可否混合(图3-4)。可以混合,是指两种以上的肥料混合后不但养分没有损失,而且还能改善物理性状,加速养分转化,防止养分损失或减少对植物的副作用,从而提高肥效。可以混合使用,但不宜久存者,这是指有些肥料混合后,若立即施用,尚无不良影响;但混合后长期放置,就会引起有效成分的减少或物理性状的变坏,增加施肥困难等。不可混合者,是指有些肥料混合后会引起养分损失。

图3-4 各种肥料混合施用情况

复习题

1.画图说明池塘物质循环。

2.画图说明池塘施用有机肥料的作用原理。

3.画图说明池塘施用无机肥料的作用原理。

4.如何使用无机氮肥?

5.如何使用无机磷肥?

6.如何使用水产生物肥?

7.水产施肥应注意哪些事项?

8.简述微生物制剂的概念及特征。

9.影响微生物制剂使用效果的因素有哪些?

10.简述常用微生物的种类及其特点。

11.如何使用微生物制剂?

12.简述无机肥料和有机肥料的特点。

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