溶解氧在水產養殖中的重要作用和智能監測

徐俊龍 莫莉莉 陽連貴

（廣西欽州農業學校，廣西 欽州 530099）

溶解氧是決定水產養殖成敗的首要關鍵因素，在溶解氧充足的池塘，餌料生物生長繁殖旺盛，養殖魚蝦搶食能力強，餌料系數低，氨氮能迅速被轉化成為硝酸鹽而被浮游植物利用。反之池塘中則容易產生硫化氫、甲烷等有害氣體，以及氨氮和亞硝酸鹽等有毒物質，導致養殖動物食欲不佳，機體受損，病害增多，餌料系數增高，生長緩慢甚至死亡。而利用智能物聯網設備監測溶解氧的新技術，能大大解決上述矛盾，提高養殖的成功率。

1 溶解氧的來源、變化規律和對水產養殖的影響與利用

充足的溶解氧可以改善魚蝦的生長生活環境，而溶解氧的來源、變化規律和消耗有一定的規律可循。

1.1 溶解氧的來源

在池塘中，溶解氧的來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%），而空氣中溶入、雨、雪、地下水等帶入的溶解氧只是極少的一部分（通常在10%-20%）。所以溶解氧會隨著光合作用的強度變化而變化。在晴天到時候，光合作用強，池塘中的溶解氧含量也高，在日中后2個小時左右，溶解氧會達到一天的峰值。

1.2 溶解氧的變化規律：

由于池塘中水的上下層對流、水平運動、溫度變化引起的光合作用強度的變化等原因，一天中，溶解氧有晝夜、水平、垂直的變化。晴天白天，表層比底層光合作用強度大，溶解氧含量較底層水要高，夜晚隨著水溫的變化引起的密度變化，表層的富氧水運動到底層，底層溶解氧較表層高，由于風帶動水體運動時，會帶入一部分空氣中的氧溶入水中，所以下風口的溶解氧較上風口要高。在一年中，池塘中的溶解氧也會隨著季節的變化而變化。因此，由于多種因素的共同作用，水體中溶氧的變化規律其實非常復雜，僅憑經驗很難完全準確掌握，一旦出現誤判，就可能造成巨大的損失。

1.3 溶解氧的消耗

池塘中的浮游植物除了進行光合作用產生溶解氧之外，還會進行呼吸作用消耗溶解氧，養殖動物的糞便，殘餌的分解，也需要耗氧，這些統稱為水呼吸，水呼吸是溶解氧的最重要的消耗。而水中的浮游動物、養殖動物的呼吸作用消耗溶解氧僅占全部溶解氧消耗的20%左右。因此通常在天亮后的一個小時左右，也是太陽照到水面前的一個小時左右，溶氧將達到一天的最低值，此時導致缺氧死魚的事故風險最高。

2 溶解氧與水產養殖的關系及缺氧的危害

溶氧量充足改善魚類棲息的生活環境，降低氨氮、亞硝酸態氮、硫化氫等有毒物質的濃度。

漁業水質標準（GB11607-1989）要求，池塘養殖過程中，溶解氧的含量在16h內不能低于5mg/l，其余任何時刻不能低于3mg/l，溶解氧低于這個水平，養殖動物容易缺氧而浮頭、窒息、死亡，嚴重時甚至引起泛池，大大降低了養殖成功率。

實踐證明，溶解氧與攝食量有非常緊密的聯系，溶氧量5mg/L以上，魚類攝食正常；溶氧量降為4mg/L，魚類攝食量下降13%；溶氧量降為2mg/L，魚攝食量下降54%，生長停滯，開始出現浮頭現象；溶氧量降為1mg/L，魚蝦類基本不吃食，而且浮游出水面，形成浮頭現象；溶氧量降為0.5mg/L，魚蝦類在幾小時就會全部窒息死亡。

溫水性魚類：要保證魚蝦正常快速生長，溶氧量24h中8h溶解氧含量不能低于4mg/L，16h保證在5mg/L以上，何時候都不能低于2mg/L。

冷水性魚類：溶解氧的臨界濃度為2mg/L～3mg/L。

觀賞魚類要求水中的溶氧量在3mg/L以上，溶氧量越高，變色速度也越快。如果下降到1mg/L，金魚就會浮頭，變色慢且無光澤。

草魚、鰱、鳙：青魚、鰱、鳙在水中溶氧低于1mg/L時開始浮頭，當低于0.4mg/L時就窒息死亡。

鯉、鯽：鯉、鯽的窒息范圍為0.1mg/L～0.4mg/L。

草魚：草魚在5.5mg/L溶氧的水體生長比2.7mg/L增肉率提高9.88倍，飼料系數降低5.5倍。

河蟹：河蟹育苗場：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、活潑、個體大、培育豆扣蟹種成活率高，能長大蟹溶氧。

蝦：溶氧含量降低到3mg/L以下時，對蝦攝食量明顯減少；溶氧含量降低到2mg/L以下時，對蝦幾乎不攝食。對蝦集約化養殖中溶氧含量最好控制在7mg/L以上，對蝦生長較快。

溶氧量與飼料系數：溶氧量從7.6mg/L下降到3.1mg/L，飼料系數提高5.6倍、而生長速度卻降低9倍至10倍。

溶解氧還可以直接反應池塘中浮游植物的情況，當池塘中溶解氧高時過高，低時過低，則說明池塘中浮游植物含量過高，存在著倒藻的危險，倒藻時產生的藻毒素能迅速致死魚蝦，造成養殖的大損失。

所以，在一定范圍內，保持較高池塘中的溶解氧水平，有利于養殖動物的生長，有利于池塘養殖的高產高效。

3 智能監控溶解氧在水產養殖應用

在預防水體缺氧上，我們通常會采取培藻培水，加裝增氧機，加注新水，甚至用便攜式溶氧儀去測水體溶氧等等手段去預防，這些方法固然是正確的，但是現在便攜式溶氧儀檢測一個時間點的溶氧局限性實在是太大了，尤其在晴天白天，基本沒什么意義。我們需要至少需要了解24h水體溶解氧水平，觀察溶氧變化規律，提前預知水質變化，監測藻類的含量豐富度。根據水體的溶氧變化，制定調水方案，做到科學肥水。智能監控溶解氧系統此時將發揮它的功能。

3.1 智能監控溶解氧系統的組成

智能監控溶解氧系統由傳感器、物聯網網關、數據平臺和智能設備四部分組成，通過傳感器實時監測池塘中的溶解氧，傳送到物聯網和數據平臺，最終顯示在電腦、智能手機、平板電腦等智能設備上。如圖1所示：

圖1 智能監控溶解氧系統結構

此系統可以隨時通過手機APP或電腦了解到現場溶解氧的情況，查詢任何時間的溶解氧值，通過對智能設備的設置，可在溶解氧低于某個水平時自動報警并自動啟動增氧設備，極大的方便了水產養殖工作人員控制現場狀況，降低缺氧風險。

3.2 智能監控溶解氧在養殖中的應用

在春初秋末，池塘水溫較低，光照不足，藻類繁殖數量不夠，光合作用強度弱，此時溶解氧含量較低，養殖魚蝦容易在此時缺氧、進而引發魚類的浮頭，早春，養殖魚蝦的缺氧會引起相應的應激反應，如不及時處理，它們的體質就會變弱，在中后期抵抗力下降，患病率提高。而在晚秋，養殖過程中積累的糞便，殘餌較多，這些物質的在缺氧的情況下分解，產生硫化氫等有毒氣體，造成不良后果。

利用智能設備監控溶解氧，及時的反映池塘中溶解氧的情況，在溶解氧含量高時，自動打開報警系統和增氧機，大大提高增氧機的使用效率，降低浮頭等方面的危害。

在夏季的高溫季節，水溫升高，藻類大量繁殖，短時吸收池塘的營養，快速形成倒藻；接著藻毒，病菌接踵而來；“倒藻”就是養殖水體中的藻類大量或全部死亡，導致水色驟然變清、變濁甚至于變紅（硅藻）。養殖初期個體尚小時水色會變清，相反則會變濁。其中變濁又有黃濁、白濁和粉綠色混濁之分。如果處理不善，“倒藻”會導致養殖動物缺氧、發病甚至大量死亡。發生“倒藻”時，首先溶解氧會下降，二氧化碳會增加，使pH值迅速下降；其次，大量的死藻分解，會加大耗氧外，還會產生氮氮和亞硝酸鹽；第三，水中的原生物會大量繁殖，反過來抑制藻類的生長。

倒藻之前的水，溶解氧含量一般特別高，在利用智能設備監控溶解氧，在溶解氧含量最高的時候發出警報，提醒養殖者及時調水改水，能最大限度的避免倒藻引起的養殖魚蝦死亡。

如圖2所示，紅色曲線表示池塘中溶解氧變化較大，藻類含量過多，存在倒藻高風險，屬于較危險水體，應及時調水。綠色曲線表示溶解氧變化適中，全天數據均在安全線范圍內，是安全穩定的好水；藍色曲線表示池塘中水比較瘦，藻類數量少，溶解氧在安全線以上時間短，長時間處于缺氧狀態，需要及時肥水。

圖2 溶解氧數據曲線示意圖

在養殖過程中，實時監測溶解氧，在溶解氧低于安全線時，通過物聯網系統，自動打開增氧機，降低養殖動物浮頭、泛塘的概率，既經濟節約，又安全有效。曲線反應的池塘溶解氧情況，直觀、科學的反應養殖水體的水質情況，為科學肥水提供數據支持。

4 結語

我國是世界第一的水產養殖大國，但養殖技術與發達國家相比，還處于落后的地位，利用物聯網技術，實現溶解氧等關鍵因子的智能監測，實現智能化、可控化、自動化養殖的智慧漁業，對提高我國養殖的整體水平有非常重大的現實意義。