淡水池塘pH值調控技術

陳顏鋒，游小艇

淡水生態系統中的pH值可出現日波動或季節性波動，多數淡水動物經長期進化能耐受相對較寬的pH值范圍，但對pH值的突變卻很敏感，即便突變發生在淡水動物在正常條件下能夠耐受的pH值范圍內。pH值超出動物耐受范圍后也會影響氨氮、硫化氫等水質因子的平衡狀態，其危害甚至超過極端pH值對水生動物的直接毒性作用。因強烈的光合作用可致pH值急劇升高，極端pH值常出現在藻類過度繁殖的水域或養殖池塘。通常認為pH值超出9.5，就會對水生動物造成不利影響。

1 二氧化碳與堿度對pH值波動幅度的影響

由于二氧化碳的水合物碳酸會離解生成氫離子與碳酸氫根離子，置于空氣中的純水的pH值約為5.6，公式為：

但水是強溶劑，故自然水域實際并無純水。碳酸氫鹽和碳酸鹽是水中常見陰離子。這些堿性陰離子從石灰石溶出致水體pH值升高。碳酸氫鹽和碳酸鹽是構成水質堿度的主要陰離子。

二氧化碳、氫離子與構成堿度的陰離子之間的相互化學反應對pH值起到緩沖作用，使多數自然水域的pH值在6.0～8.5間波動。排除二氧化碳增減過程，水體的初始pH值取決于堿度，堿度高的初始pH值也高，反之亦然。

雖然堿度決定初始pH值，二氧化碳的增減卻會引起pH值波動。增加二氧化碳，則水體氫離子濃度升高，致pH值降低。移除二氧化碳，則水體氫離子濃度降低，pH值升高。pH值的波動程度取決于二氧化碳增減量與堿度即緩沖能力。

2 池塘的高pH值問題

養殖池塘的二氧化碳濃度由水體生物活動所控制。所有生物體通過呼吸作用持續產生二氧化碳，白天浮游植物通過光合作用移除二氧化碳。池塘中呼吸作用和光合作用的相對速率決定二氧化碳是凈增還是凈減，繼而決定pH值的升降。呼吸速率受水溫以及水體、池底的動植物、微生物生物量的影響。光合作用的速率主要受光照強度、浮游植物生物量與水溫的控制。

白天光合作用通常強于呼吸作用，pH值也就隨二氧化碳的減少而升高。傍晚太陽開始落下，光合作用減弱并最終停止，而生物呼吸作用持續產生二氧化碳，pH值在夜間降低。太陽升起，植物恢復光合作用從水中吸收二氧化碳，pH值則重新升高。pH值每日升降循環即由光合作用與呼吸作用相互影響所致。多數水生環境下光合作用與呼吸作用接近，pH值也保持在多數動物可耐受的范圍內。但在浮游植物快速生長期，日間光合作用從水中移除的二氧化碳超出夜間呼吸作用的補充，pH值可能在午后超出正常范圍甚至在夜間仍保持高位。這種狀態可持續數天直至光合作用減弱、呼吸作用增強，并再度達到新的平衡。

高pH值問題多發于魚種池、蝦池等放苗前需育肥培藻的池塘。而魚苗、蝦苗比成體對高pH值更為敏感。藻類過度繁殖的池塘也存在pH值異常波動的風險。大量老化藻類細胞病死后，其分解釋放的營養物質則會刺激新一輪的藻類快速繁殖，繼而引發pH值高出正常范圍，直至藻相達到新的平衡。絲狀藻類占優勢的池塘高pH值問題持續時間長，此類池塘透明度大，光照透入深，致底棲硅藻或泛起的成片狀藻類光合作用強烈。高pH值問題還會發生在總硬度偏低，而總堿度較高的池塘，其原因尚不明。

3 池塘高pH值問題的處理方法

處理高pH值問題難度大且無通用的處理方法。高pH值并非僅僅是化學性質，更是化學反應、生物活動等多種因素相互作用的結果。作為氫離子濃度的測度指標，高pH值原本只需加酸即可糾偏，但高pH值是反映包含二氧化碳增減的諸多過程的凈結果，通過加酸降低pH值并不能改變二氧化碳增減過程即高pH值問題的潛在原因。因此加酸只會臨時降低pH值，若其他條件未變，高pH值問題還會再度發生。

解決高pH值問題的長久之計是改變池塘生物活動使二氧化碳日增減接近相等。這可通過減少光合作用、增加呼吸作用實現。但生物作用有其生態動力，改變池塘生物群落的新陳代謝是很困難的。這種動力是基于某種特定環境條件有利于特定的生態效果。如新注水池塘含有大量的營養物質，光照充足，水溫暖和，此條件有利于浮游植物的生長，午后則易出現高pH值。而改變生態條件卻很困難，通常在pH值問題出現前預防處理效果更佳。

3.1 早注水、早備池

午后pH值異常偏高的問題常發于注水1星期至數星期的池塘。此時正處養殖初期，池塘生物量相對較低，而藻類得益于施肥與殘餌分解的養分大量繁殖。第一次藻類快速生長期過后，隨池塘生物量逐漸增大、池塘老化，池底沉積物不斷積累，釋放到水體中的二氧化碳與藻類的吸收趨于平衡，午后高pH值問題也逐漸減輕。

相應地，為減輕午后高pH值問題，可盡量提早池塘準備的時間，在放苗前的數星期較適宜。但并非所有養殖品種均適用該法。有些苗種需在注水施肥后不久即下池，以避開捕食性浮游動物或確保能攝食到適口天然餌料。如輪蟲是多種淡水魚苗的喜食餌料，施肥后其種群數量高峰的出現時間也可預測。但只要可能，在第一次藻類快速生長期過后再放苗可避免pH值異常偏高帶來的損失。

3.2 選擇適宜時間投放苗種

魚苗對pH值驟升很敏感。生產實踐中孵化池的pH值多穩定在8.0左右，而培育池的pH值則呈現日波動，多在午后達到高峰，因此若在午后將魚苗移入培育池，快速病死可能發生。黎明后數小時，pH值多處全日最低值，也是魚苗轉移的最佳時間。

3.3 平衡硬度與堿度

高pH值問題最常發生于總堿度（碳酸氫鹽與碳酸鹽含量）遠高于總硬度（鈣鎂含量）的池塘。硬度相對偏低可通過添加硫酸鈣調整。但硫酸鈣處理只可作為預防措施，而非應急手段。因此硬度不足應在放苗前調整，可與池塘注水同步進行。堿度與硬度差的2倍可作為硫酸鈣添加參考量。如硬度為30mg/L，堿度為 90mg/L，則（90mg/L－30mg/L）×2＝120mg/L即為硫酸鈣添加參考量。添加量雖然較大，但處理效果持續時間長，因硫酸鈣僅在池塘后期換水時被稀釋。同時添加硫酸鈣有助于增強養殖動物對極端pH值及其他環境脅迫因子的適應能力，對甲殼類蛻殼期鈣元素的補充也有裨益。

3.4 添加明礬或有機物

由于堿度系統對池水的緩沖作用，通過加酸降低pH值難度大。有效降低pH值需消耗大量的酸。加酸也只是短期對策，而非針對問題根源即藻類的快速生長。

添加明礬可作為應急處理措施。明礬既安全也經濟，在水中起化學作用產生酸。除直接降低pH值，明礬使藻類形成絮凝體后沉淀，進而降低藻類生物量，減少光合作用。明礬還可通過除磷間接降低pH值。但明礬不會產生永久效應，可能需要多次施用方能降低藻類數量。明礬的效應還受池塘多因素尤其是總堿度的影響，通過施用明礬進而精確估計pH值的降低幅度也很困難。明礬的過量施用可能引起pH值的急劇降低，其危害甚至超過高pH值。經驗上宜采取謹慎的方法：明礬的初始劑量為0.5mg/L，后續根據pH值檢測結果調整劑量，追加施用。總堿度低于20mg/L的池塘不應使用明礬，即便少量明礬也可導致pH值降至危險水平。

降低高pH值更安全、持久的方法是添加二氧化碳。可在池塘添加有機物如碎玉米、豆粕、棉粕以提高二氧化碳含量。有機物分解后釋放出二氧化碳。這種方法不會迅速降低pH值，但安全且相對可靠。除正常施肥外，每667m2每日補充施用1.1kg左右有機物約1周，即可預防pH值升至過高水平。但有機物分解過程需消耗溶解氧，故池塘溶解氧含量需定時檢測，有機物總的日添加量也不得超過3.7kg/667m2。

3.5 降低植物生長速度

植物在快速生長期大量吸收二氧化碳是高pH值問題的根源。快速降低植物生長速度的途徑有二：施用殺藻劑或限制光照。施用殺藻劑雖可消除高pH值問題，但病死藻類的分解可導致缺氧與氨氮超標。部分殺藻劑對水生動物幼體的毒性相對較高。因此，殺藻劑通常僅在有害藻類占優勢時使用。抑制植物快速生長的另一途徑則是限制進入水體的光照強度。在池塘中添加水產養殖染料可降低透光度，染料的效應通常能持續數周。

3.6 碳酸氫鈉僅可在小水體中應用

最常被推薦用于降低高pH值的碳酸氫鈉實際效果最差。碳酸氫鈉屬兩性物質，可中和酸堿度，但其本身是弱酸，用于降低高pH值耗量甚大，尤其在高總堿度水體中。以總堿度200mg/L為例，施用100mg/L的碳酸氫鈉僅能將pH值從10降低到9.8。照此濃度，每667m2水深2m的池塘則需碳酸氫鈉133kg。碳酸氫鈉的另一缺點是其與加酸一樣，不能解決池塘高pH值問題的根源——藻類過度繁殖。