一種水體長效增氧復(fù)合體及其功效研究

段元亮，林 玨，杜 軍，羅 強，鄧永強*

1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)研究所，四川 成都 611731；2.成都牧科八維生物技術(shù)有限公司，四川 成都 610300

水體溶氧情況是水產(chǎn)養(yǎng)殖成功的關(guān)鍵[1]，也是衡量養(yǎng)殖環(huán)境的一個重要指標。水體中的溶氧主要來源于空氣與水生植物的光合作用。自然情況下，水體中上層的溶氧量較高；中下層水體因光線不足，植物的光合作用較弱，溶氧來源基本靠高濃度區(qū)域擴散補充，這也導(dǎo)致水體中下層更有可能出現(xiàn)缺氧的情況。在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，特別是高密度養(yǎng)殖情況下，殘餌、排泄物的快速積累，會導(dǎo)致水體中的有機質(zhì)大量積累，出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化的情況。如果水體溶氧不足，養(yǎng)殖生物不僅會出現(xiàn)缺氧的情況，微生物的厭氧反應(yīng)也無法分解過剩的營養(yǎng)物質(zhì)，還可能會產(chǎn)生氨、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)，這些物質(zhì)在濃度較低會引起養(yǎng)殖生物的不良反應(yīng)，濃度較高甚至?xí)痧B(yǎng)殖生物中毒、死亡[2-3]。如果水體中溶氧充足，好氧型微生物可以將殘餌、排泄物等有機質(zhì)轉(zhuǎn)換為無機物，將有毒害作用的硫化氫、亞硝酸鹽等轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)[4]。在養(yǎng)殖池塘水體底部連續(xù)增氧可改善微生物環(huán)境，抑制有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生，緩解魚類的缺氧問題，提高養(yǎng)殖效益[5-6]。當水體中的溶氧低于4～8 mg/L 時，養(yǎng)殖生物可能會減少攝食，出現(xiàn)浮頭甚至死亡的情況[7]。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，水體增氧是促進養(yǎng)殖活動獲取成功的重要措施。目前，針對養(yǎng)殖水體增氧的設(shè)備和產(chǎn)品很多，只要開啟或施用時間恰當，均能很好地預(yù)防養(yǎng)殖生物缺氧。但是，增氧設(shè)備和增氧劑的使用，還需要考慮水環(huán)境、氣候環(huán)境的變化，也需要耗費大量人力成本、物力成本，并可能會因為突發(fā)情況或一些小疏忽造成養(yǎng)殖生物缺氧甚至死亡。增氧設(shè)備和增氧劑基本都只能在開啟或施用時發(fā)揮作用，無法達到長期持續(xù)的效果，將池塘溶氧濃度穩(wěn)定在一定范圍比較困難。本文對一種用新型復(fù)合黏合劑將載體與功能性物質(zhì)通過高壓壓制形成的方型復(fù)合體的長效增氧性能進行系統(tǒng)研究，以期為水產(chǎn)養(yǎng)殖活動預(yù)防魚類缺氧提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

長效水體增氧復(fù)合體（12×12×14 cm3，4.00±0.05 kg），是一類用新型復(fù)合黏合劑將載體與功能性物質(zhì)（過碳酸鈉）通過高壓壓制形成的方型復(fù)合體。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗池塘情況

試驗池塘為靜水水體，盡可能排除由水體流動、增氧設(shè)備等引起的誤差。

1.2.2 試驗設(shè)計

以復(fù)合體為圓心，分別測定距離復(fù)合體0 cm、25 cm、50 cm 和100 cm 處的溶氧含量，首次溶氧測定時間為早上9：00；分析其增氧的橫向擴散能力。以時間為基準，每天定時定點測量復(fù)合體附近的溶氧含量，全程持續(xù)14 d，首次溶氧測定時間為每日上午9：00。通過滴定法進行溶氧測定來評估其長期增氧能力。為確保試驗數(shù)據(jù)的可靠性，所有測定均重復(fù)3 次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并借助SPSS 19.0 進行單因素方差分析。結(jié)果以平均數(shù)±標準差的方式呈現(xiàn)，P＜0.05 表明差異顯著。

2 試驗結(jié)果

2.1 復(fù)合體在不同距離的增氧效果

用不同距離的溶氧監(jiān)測結(jié)果繪制折線圖，如圖1 所示，顯著性結(jié)果展示于表1 中。在方磚復(fù)合體方圓25 cm 內(nèi)的靜水水體中均具有較好的增氧效果，溶氧差異都達到了顯著水平（P＜0.010）。在6～12 h，50 cm 以外的距離中，溶氧差異未達到顯著水平（P＞0.010）。在48 h 后，50 cm 之外區(qū)域中的溶氧增量相對較少，與0 h 的溶氧差異不大。以50 cm 和100 cm 處的溶氧平均值作為衡量標準，在1 h 時，復(fù)合體周圍25 cm 范圍內(nèi)的溶氧量增加了9.01%～13.59%；在6 h 時，增加了2.73%～5.68%；在12 h時，增加了14.89%～29.05%；在24 h 時，增加了2.87%～7.99%；在48 h 時，增加了12.25%～18.78%；在72 h 時，增加了11.46%～11.50%。

表1 復(fù)合體周圍不同距離的溶氧變化（/mg·L-1）

圖1 復(fù)合體周圍不同距離的溶氧變化

2.2 復(fù)合體的持續(xù)增氧能力

用不同時間的溶氧監(jiān)測結(jié)果繪制折線圖，如圖2 所示。除了2023.9.22 和2023.9.24 兩日的監(jiān)測結(jié)果未達到顯著水平（P=0.282～0.442），其余時間復(fù)合體附近溶氧的檢測結(jié)果均顯著高于對照區(qū)域（P=0.000～0.018）。在持續(xù)監(jiān)測的14 d 中，相較對照組而言，僅有1 d 的溶氧增量小于3%，8 d 的溶氧增量大于5%，甚至有2 d 溶氧增量達到了12.43%～16.69%。

圖2 復(fù)合體持續(xù)增氧能力監(jiān)測

3 討論與分析

養(yǎng)殖水體如何長效增氧是學(xué)者和廣大養(yǎng)殖戶長期關(guān)注的問題。迄今為止，未發(fā)現(xiàn)超過10 d 的長效增氧產(chǎn)品及相關(guān)研究。目前，大部分增氧產(chǎn)品都只能發(fā)揮短效增氧效果。本文通過研究一種用新型復(fù)合粘合劑將載體與功能性物質(zhì)（過碳酸鈉）高壓壓制形成的方型復(fù)合體的增氧性能，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合體中的功能性物質(zhì)均勻分布于復(fù)合體中，通過水的侵襲能力將功能性物質(zhì)層層剝離，發(fā)揮持續(xù)性增氧作用。在本研究中，即使是靜水水體，復(fù)合體也能很好地保證自身方圓25 cm 內(nèi)的溶氧達到較高水平，溶氧增加量最大可以達到14.89%～29.05%，即使在第3 天，溶氧的增加量也可以達到11.50%左右。再配合微流水措施，就可利用極低的成本投入來預(yù)防養(yǎng)殖池塘發(fā)生缺氧的情況。

在馬丞鴻[8]的研究中，市售碳酸鈉在蒸餾水中經(jīng)28 h，水體溶氧在達到最大值16.37 mg/L 后，就會急劇下降至與空白組相近，約8.5 mg/L；緩釋增氧劑的增氧速度較慢，8 h 后，水體溶氧達到最大值12.69 mg/L，在92 h 內(nèi)，可以有效緩釋增氧，增氧時間是市售常規(guī)增氧劑的9.2 倍。本研究中，新型長效水體增氧復(fù)合體的增氧能力達到了幾何倍數(shù)的增強，在研究進行14 d 后，試驗組的溶氧含量顯著高于對照組，且基本都高于7.5 mg/L，最大增氧量可達到16.69%，可以充分保證水生生物的正常生長。在馬丞鴻的研究中，市售過碳酸鈉在池塘水中，經(jīng)10 h，水體溶氧達到最大值16.63 mg/L 后，就會急劇下降至與空白組溶解氧7.68 mg/L 的溶氧量相近。本研究中的功能性物質(zhì)雖然也是過碳酸鈉，但在經(jīng)過特殊工藝處理后，就能達到長效增氧的目的，可在生產(chǎn)實踐中發(fā)揮重要作用。

綜上，本研究首次探明了新型長效水體增氧復(fù)合體的增氧效能，該復(fù)合體填補了水體長效增氧領(lǐng)域的空白，為水體增氧劑的更新?lián)Q代以及新型增氧劑的研發(fā)方向提供了一定的數(shù)據(jù)支撐和指導(dǎo)。