水溶硅對羅非魚養殖水體水質的影響研究

詹凡玢 吳朝堅 伍潔麗 李亞男 施斐 林蠡

摘要 將0、100和500 mg/L的水溶硅置于養殖水體中，檢測不同時間水體中溶解氧含量、氨氮含量、亞硝態氮含量等水質指標，分析其對羅非魚養殖水體水質的影響。結果表明，添加水溶硅后可以有效抑制水體中的氨氮（NH4+-N）含量，同時可以穩定養殖水體的pH，且未對水體中溶解氧（DO）和亞硝態氮（NO2--N）含量產生明顯影響。上述結果表明水溶硅在調節水體水質方面具有重要作用。

關鍵詞 水溶硅；羅非魚；水質凈化

中圖分類號 S 96? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）12-0085-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.019

Effects of Water-soluble Silicon on the Quality of Tilapia Culture Water

ZHAN Fan-bin， WU Chao-jian， WU Jie-li et al

（College of Animal Science and Technology，Zhongkai University of Agriculture and Engineering/Guangzhou Key Laboratory of Aquatic Animal Diseases and Waterfowl Breeding， Guangzhou， Guangdong 510225）

Abstract Water-soluble silicon at 0， 100 and 500 mg/L were placed in aquaculture water， and the water quality indices such as dissolved oxygen content， ammonia nitrogen content and nitrite nitrogen content were measured at different time to analyze their effects on the water quality of tilapia aquaculture water. The results showed that adding water-soluble silicon could effectively inhibit the content of ammonia nitrogen （NH4+-N） in water body， and stabilize the pH value of aquaculture water， but had no obvious effect on the content of NO2--N and dissolved oxygen （DO）. The above results showed that water-soluble silicon had a certain role in regulating water quality.

Key words Water-soluble silicon;Tilapia;Water quality purification

基金項目 ?2021年薪制人員科研經費資助項目（KA210319227）。

作者簡介 詹凡玢（1992—），女，河南信陽人，助理研究員，博士，從事魚類基礎免疫學研究。*通信作者，教授，博士，博士生導師，從事魚類疾病研究。

收稿日期 2022-06-21

羅非魚隸屬麗魚科（Cichlidae），原產于非洲坦噶尼喀湖，外形與鯉魚相似，有刺鰭，是一種熱帶的魚類，種類約100種，其中常見的養殖種類約20種［1-2］。羅非魚具有雜食性強、繁殖速度快、產量高、病害少等優點，容易養殖。目前羅非魚是我國重要的水產養殖品種之一，2018年產量達到162.5萬t。羅非魚產業的不斷發展，不僅有力地促進了我國農業和外貿經濟的發展，而且為世界各國提供了豐富的水產品和動物蛋白來源。在我國引進的養殖羅非魚中，尼羅羅非魚的養殖規模和經濟效益均最大［2-3］。近年來，隨著池塘養殖密度的加大，魚類殘餌和糞便以及農業面源污染大大增加了水體中的氮、磷等有機物的含量，造成水質惡化和污染，加速了水體的富營養化，從而導致羅非魚疾病頻繁發生，嚴重阻礙了羅非魚養殖業的發展［4］。

硅元素在水中的溶解度較小，一般以偏硅酸（H2SiO3）的形態存在，在自然界中主要存在于地下水、山泉水及地表水中。在生物體內硅元素以烷基硅醇的狀態存在，主要是單甲基硅烷醇和二甲基硅烷醇。硅元素是脊椎動物的必需微量元素，對機體的健康極為重要［5］。在動物實驗中發現，硅元素對雞的生長發育具有重要作用，硅元素對小鼠的骨骼系統發育具有重要作用。研究發現，硅元素對心臟和血管系統具有保護作用，硅的有機物還可以提高機體的抗癌作用和延長壽命［6］。同時，水溶性硅元素具有較強的滲透性、殺菌能力、消炎力、洗凈能力和再生力。硅元素能夠促進小麥、水稻、玉米等作物的增產［7-8］，硅元素還能夠促進動物的生長、促進骨骼鈣化、影響體內激素和酶的活性［9］，但是硅元素對水體以及水生動物的影響研究報道很少。

在養殖過程中，水質對養殖對象的影響很大。水體的惡化會導致大量病原微生物的滋生，影響養殖對象的健康。水質指標的測定和檢測在養殖過程中具有重要意義，能夠及時反映水體的水質情況，是判斷和綜合評價水體質量并對水質進行界定分類的重要參數。水質指標主要有化學指標和物理指標兩類，其中化學指標有pH、一般有機物、氨氮（NH4+-N）和亞硝態氮（NO2--N）等，物理指標有溫度、顏色、透明度、溶解氧（DO）含量等［10］。在養殖過程中主要使用pH［11-12］、NO2--N含量［13］、NH4+-N含量［14］、DO［15］這些水質指標來監測養殖水體環境的變化，通過監測這些指標能夠幫助解決養殖過程中的大部分問題，為養殖對象提供良好的生活環境。筆者通過測定養殖水體的pH以及NO2--N、NH4+-N、DO含量，探討水溶硅對養殖水體的影響，以期為水產養殖中水質改良提供新的參考，為水產養殖業的健康發展提供新的資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

水溶硅晶體來自金農良品集團，養殖羅非魚來自廣州番禺養殖場。

1.2 試驗方法

試驗容器為9個直徑0.8 m、高0.4 m、弧度高0.1 m的類圓柱體養殖魚缸。每個魚缸放入羅非魚10尾，每條羅非魚約180 g。試驗水溶硅設置3個濃度梯度（0、100、500 mg/L），重復3次。

1.3 取樣和測定

每天早上（08：00）、中午（12：00）和晚上（20：00）各取1次水樣，使用魚塘氨氮、溶解氧監測試劑盒測定水體中的NH4+-N、NO2--N、DO的含量和pH。水質分析方法參照《中國環境監測標準》進行。

1.3.1 NH4+-N含量的測定。

采用次溴酸鈉氧化法測定水體中NH4+-N的含量。測定步驟如下：先用待測水清洗測試瓶3次，取水樣5 mL，先滴加一號試劑3滴后搖勻測試瓶，然后再滴入二號試劑7滴搖勻測試瓶，再滴入三號試劑3滴后搖勻測試瓶，使其充分反應，最后將水樣顏色與比色卡比對，確定NH4+-N的含量。

1.3.2 NO2--N含量的測定。

采用重氮-偶氮法測定水體中NO2--N的含量，測定步驟如下：用待測水清洗3次測試瓶，取水樣2.5 mL，然后滴入2滴一號試劑后搖勻測試瓶，再滴入2滴二號試劑后搖勻測試瓶，使其充分反應，一段時間后將水樣顏色與比色卡比對，確定NO2--N含量。

1.3.3 pH的測定。

先用待測水樣清洗測試瓶3次，取水樣5 mL，滴入4滴一號試劑后搖勻測試瓶，用水樣顏色與比色卡比對，如果pH大于8，則將此次水樣倒掉，再清洗測試瓶3次，再取水樣5 mL，滴入4滴二號試劑后搖勻測試瓶，將水樣顏色與比色卡進行比對，確定pH。

1.3.4 溶解氧（DO）含量的測定。

將測試瓶裝滿待測水，立即滴入3滴一號試劑和3滴二號試劑，蓋緊測試瓶搖勻，打開測試瓶瓶蓋，再滴入4滴三號試劑后立刻蓋緊測試瓶搖勻，最后將測試瓶水樣顏色與比色卡進行比對，確定溶解氧含量。

2 結果與分析

2.1 水溶硅對水體中NH4+-N含量的影響

試驗開始時9個魚缸中NH4+-N含量接近于0，此后隨著羅非魚排泄物的增加，排泄物的腐爛導致NH4+-N含量逐漸升高。第5天12：00換水時，NH4+-N含量急劇下降，此后隨著羅非魚持續排泄和排泄物的分解，NH4+-N含量又逐漸回升。在水體中加入100和500 mg/L的水溶硅后，每天08：00、12：00和20：00 進行NH4+-N含量檢測。結果顯示，加入水溶硅后水體中NH4+-N含量明顯降低，并隨著水溶硅濃度的增加，NH4+-N含量降低得更明顯（圖1）。

2.2 水溶硅對水體中NO2--N含量的影響

從圖2可以看出，08：00、12：00和20：00養殖水體中的NO2--N含量變化不明顯。在水體中加入500 mg/L水溶硅后，第5天12：00換水后水體中NO2--N含量降低，此后隨著羅非魚糞便的不斷排泄分解，NO2--N含量又逐漸增加。由此可見，水溶硅對水體中NO2--N并沒有明顯的降解作用。

2.3 水溶硅對養殖水體pH的影響

pH劇烈波動會改變水體的物質結構和化學反應。從圖3可以看出，向水體中加入100和500 mg/L水溶硅后，試驗水體pH較對照組（水溶硅濃度為0 mg/L）更加穩定，且水溶硅濃度越高，水體pH穩定性越高。

2.4 水溶硅對水體中溶解氧含量的影響

在水體中加入不同濃度的水溶硅后，水體中溶解氧（DO）含量在08：00、12：00和20：00 3個時間段均維持在一定的水平，與對照組（水溶硅濃度為0 mg/L）相比沒有明顯差異，表明水溶硅對水體中DO含量沒有明顯的影響（圖4）。

3 討論

水質環境決定了養殖對象的健康程度，但是在養殖過程中會有各種殘餌和排泄物的存在，導致養殖水體的水質產生變化，從而導致養殖對象死亡。使用一些試劑調節水體環境、凈化水質，在養殖過程中具有重要作用。通過分析水溶硅對養殖水體中NH4+-N含量、NO2--N含量、pH、DO含量等水質指標的影響，發現水溶硅可以有效改善水體環境，且不同濃度的水溶硅對養殖水體水質指標的影響不同。

NH4+-N對水生動物具有一定的毒性，特別是其中所含的NH3對水生動物有一定的毒害作用。研究表明，當水體中有大量的NH3、NO2--N和NO3--N時，會降低養殖生物的輸氧能力、損傷內臟器官，會間接導致養殖生物暴發疾病，造成魚類死亡［16］。楊震飛等［15］研究表明，NH3會對魚類的正常生活產生脅迫作用，抑制魚類的生長。高亞峰等［16］研究發現高濃度的NH3可以降低羅非魚的攝食量，進而抑制羅非魚的生長。該研究結果表明，水溶硅可以有效降解NH4+-N，隨著水溶硅濃度的增加，NH+4-N降解效果增加。因此，在水產養殖過程中可以通過添加水溶硅來降低水體中NH4+-N的含量，保障養殖對象的健康。該研究結果表明添加水溶硅養殖水體中的NO2--N含量早上（08：00）、中午（12：00）和傍晚（20：00）較對照組（CK）變化并不明顯，表明水溶硅并未對養殖水體過程中產生的NO2--N發生作用。在養殖過程中NO2--N也是對養殖對象有較高毒性的物質，因此使用水溶硅后要時刻監控水體中NO2--N的含量，同時配合其他試劑或者通過換水來降低水體中NO2--N的含量，為養殖對象提供適合的環境。

水體中溶解氧的含量是養殖生物體生存和生長的重要環境指標，多數養殖魚類生長適宜的溶解氧含量為大于5 mg/L。當溶解氧含量低于5 mg/L時，養殖物種對餌料的利用效率降低，餌料系數增加［17］。筆者研究水溶硅對水體DO含量的影響發現，水溶硅的使用并不會影響水體DO含量，且DO含量始終保持在3 mg/L以上。研究表明，水體中的DO含量低于1 mg/L，會引起魚類窒息死亡［18］，在此試驗過程中水體中DO含量始終穩定在3 mg/L以上。因此，在使用水溶硅養殖羅非魚的過程中不用考慮其對水體中溶解氧含量的影響。

養殖水體的pH會影響養殖對象的生存，通常養殖水體pH為7.5～8.5時最適合魚類的生存，當pH過高時會造成魚體出現堿性中毒，魚體呼吸受到嚴重影響，會導致魚體窒息死亡。當pH過低時則會降低魚體內部的吸氧能力，從而導致魚體組織缺氧死亡。當pH過低時還會導致水體中氨的毒性增加，促進魚類的死亡［19-21］。該研究結果發現水溶硅可以調節水體的pH，使水體保持堿性環境，且水溶硅濃度與pH的穩定相關。因此，在養殖過程中可以利用水溶硅調節水體的pH，使水體長時間保持微堿性環境，進而保障養殖對象的健康。

綜上所述，在水產養殖過程中可以通過使用水溶硅保持和改善水體的水質，有利于水產健康養殖。該研究結果可為水產動物的病害防控提供新的參考，也可為水溶硅在水產養殖過程中的使用提供數據支持。

參考文獻

［1］ 周漢書.羅非魚養殖［J］.國外水產，1983（3）：18-22.

［2］ 李思發.我國羅非魚養殖業世紀展望［J］.中國水產，2000（1）：15-20.

［3］ 李家樂，李思發，李勇，等.尼奧魚［尼羅羅非魚（♀）×奧利亞羅非魚（♂）］同其親本的形態和判別［J］.水產學報，1999，23（3）：261-265.

［4］ 李學梅，孟子豪，胡飛飛，等.網箱養魚的氮磷排放［J］.淡水漁業，2020，50（4）：39-46.

［5］ 尹欽林.微量元素硅和鋁的生物功能之研究［C］//中國化學會第六屆全國微量元素研究和進展學術研討會論文集.［出版地不詳］：［出版者不詳］，2004：55-57.

［6］ 朱楚屏.微量元素硅與畜禽的健康［J］.甘肅畜牧獸醫，1991，21（5）：25-26.

［7］? 孫希武.硅肥對桃幼樹生長及流膠病發生的影響［D］.泰安：山東農業大學，2019.

［8］ 王淑娜.水溶性硅對玉米的影響［J］.農業與技術，2017，37（8）：2.

［9］ 白金，鄒建芳.四氯化硅對人體健康的影響及中毒救治措施探討［J］.中國藥業，2017，26（23）：34-36.

［10］ 李志波，季麗，李丹丹，等.羅非魚精養池塘水質變化規律和沉積物產污系數研究［J］.環境科學與技術，2015，38（5）：168-174.

［11］ 成日至.池水酸堿度對魚類的影響［J］.飼料研究，2004（3）：9.

［12］ 楊世平，楊麗專，陳兆明，等.鹽度、pH和溫度對金錢魚幼魚存活的影響［J］.安徽農業科學，2014，42（27）：9386-9389.

［13］ 王樹慶，范維江，張紅平，等.亞硝酸鹽對魚類生長的影響［J］.水產研究，2017（2）：39-43.

［14］ 于振海，鄭玉珍，盧紅，等.光合細菌和枯草芽孢桿菌對養殖水質的凈化作用［J］.淡水漁業，2015，45（3）：109-112.

［15］? 楊震飛，劉波，戈賢平，等.水產養殖環境脅迫對魚類表觀遺傳的影響研究進展［J］.大連海洋大學學報，2018，33（2）：270-282.

［16］ 高亞峰，孫洪杰.氨氮對魚類的危害［J］.河北漁業，2014（8）：62-63，67.

［17］ 張凱，王廣軍，龔望寶，等.草魚-鳙-鯽零換水養殖對池塘環境影響［J］.淡水漁業，2022，52（2）：74-78.

［18］? 時春明，高攀，胡建勇，等.投餌區微孔增氧對水體溶氧含量和魚體生長性能的影響試驗［J］.科學養魚，2018（3）：81-82.

［19］ 鄭輝，曹英昆.黃菖蒲在魚類養殖水體中的生態作用［J］.河南農業科學，2016，45（2）：146-149.

［20］ 徐天科.淺談水環境對魚類養殖的影響［J］.農業與技術，2016，36（6）：92.

［21］ 蔡雪峰.養殖水體水質調控（上）［J］.科學養魚，2005（12）：82-83.