溶解氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要作用和智能監(jiān)測

徐俊龍 莫莉莉 陽連貴

（廣西欽州農(nóng)業(yè)學(xué)校，廣西 欽州 530099）

溶解氧是決定水產(chǎn)養(yǎng)殖成敗的首要關(guān)鍵因素，在溶解氧充足的池塘，餌料生物生長繁殖旺盛，養(yǎng)殖魚蝦搶食能力強(qiáng)，餌料系數(shù)低，氨氮能迅速被轉(zhuǎn)化成為硝酸鹽而被浮游植物利用。反之池塘中則容易產(chǎn)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(zhì)，導(dǎo)致養(yǎng)殖動(dòng)物食欲不佳，機(jī)體受損，病害增多，餌料系數(shù)增高，生長緩慢甚至死亡。而利用智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測溶解氧的新技術(shù)，能大大解決上述矛盾，提高養(yǎng)殖的成功率。

1 溶解氧的來源、變化規(guī)律和對水產(chǎn)養(yǎng)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(huán)境，而溶解氧的來源、變化規(guī)律和消耗有一定的規(guī)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(huì)隨著光合作用的強(qiáng)度變化而變化。在晴天到時(shí)候，光合作用強(qiáng)，池塘中的溶解氧含量也高，在日中后2個(gè)小時(shí)左右，溶解氧會(huì)達(dá)到一天的峰值。

1.2 溶解氧的變化規(guī)律：

由于池塘中水的上下層對流、水平運(yùn)動(dòng)、溫度變化引起的光合作用強(qiáng)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)到底層，底層溶解氧較表層高，由于風(fēng)帶動(dòng)水體運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶入一部分空氣中的氧溶入水中，所以下風(fēng)口的溶解氧較上風(fēng)口要高。在一年中，池塘中的溶解氧也會(huì)隨著季節(jié)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(guī)律其實(shí)非常復(fù)雜，僅憑經(jīng)驗(yàn)很難完全準(zhǔn)確掌握，一旦出現(xiàn)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(jìn)行光合作用產(chǎn)生溶解氧之外，還會(huì)進(jìn)行呼吸作用消耗溶解氧，養(yǎng)殖動(dòng)物的糞便，殘餌的分解，也需要耗氧，這些統(tǒng)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(dòng)物、養(yǎng)殖動(dòng)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(gè)小時(shí)左右，也是太陽照到水面前的一個(gè)小時(shí)左右，溶氧將達(dá)到一天的最低值，此時(shí)導(dǎo)致缺氧死魚的事故風(fēng)險(xiǎn)最高。

2 溶解氧與水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)系及缺氧的危害

溶氧量充足改善魚類棲息的生活環(huán)境，降低氨氮、亞硝酸態(tài)氮、硫化氫等有毒物質(zhì)的濃度。

漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB11607-1989）要求，池塘養(yǎng)殖過程中，溶解氧的含量在16h內(nèi)不能低于5mg/l，其余任何時(shí)刻不能低于3mg/l，溶解氧低于這個(gè)水平，養(yǎng)殖動(dòng)物容易缺氧而浮頭、窒息、死亡，嚴(yán)重時(shí)甚至引起泛池，大大降低了養(yǎng)殖成功率。

實(shí)踐證明，溶解氧與攝食量有非常緊密的聯(lián)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(xiàn)浮頭現(xiàn)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(xiàn)象；溶氧量降為0.5mg/L，魚蝦類在幾小時(shí)就會(huì)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(shí)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(huì)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(shí)開始浮頭，當(dāng)?shù)陀?.4mg/L時(shí)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(shù)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(gè)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(shí)，對蝦攝食量明顯減少；溶氧含量降低到2mg/L以下時(shí)，對蝦幾乎不攝食。對蝦集約化養(yǎng)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(shù)：溶氧量從7.6mg/L下降到3.1mg/L，飼料系數(shù)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(yīng)池塘中浮游植物的情況，當(dāng)池塘中溶解氧高時(shí)過高，低時(shí)過低，則說明池塘中浮游植物含量過高，存在著倒藻的危險(xiǎn)，倒藻時(shí)產(chǎn)生的藻毒素能迅速致死魚蝦，造成養(yǎng)殖的大損失。

所以，在一定范圍內(nèi)，保持較高池塘中的溶解氧水平，有利于養(yǎng)殖動(dòng)物的生長，有利于池塘養(yǎng)殖的高產(chǎn)高效。

3 智能監(jiān)控溶解氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用

在預(yù)防水體缺氧上，我們通常會(huì)采取培藻培水，加裝增氧機(jī)，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(yù)防，這些方法固然是正確的，但是現(xiàn)在便攜式溶氧儀檢測一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溶氧局限性實(shí)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(guī)律，提前預(yù)知水質(zhì)變化，監(jiān)測藻類的含量豐富度。根據(jù)水體的溶氧變化，制定調(diào)水方案，做到科學(xué)肥水。智能監(jiān)控溶解氧系統(tǒng)此時(shí)將發(fā)揮它的功能。

3.1 智能監(jiān)控溶解氧系統(tǒng)的組成

智能監(jiān)控溶解氧系統(tǒng)由傳感器、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)平臺(tái)和智能設(shè)備四部分組成，通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測池塘中的溶解氧，傳送到物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)平臺(tái)，最終顯示在電腦、智能手機(jī)、平板電腦等智能設(shè)備上。如圖1所示：

圖1 智能監(jiān)控溶解氧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

此系統(tǒng)可以隨時(shí)通過手機(jī)APP或電腦了解到現(xiàn)場溶解氧的情況，查詢?nèi)魏螘r(shí)間的溶解氧值，通過對智能設(shè)備的設(shè)置，可在溶解氧低于某個(gè)水平時(shí)自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)啟動(dòng)增氧設(shè)備，極大的方便了水產(chǎn)養(yǎng)殖工作人員控制現(xiàn)場狀況，降低缺氧風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 智能監(jiān)控溶解氧在養(yǎng)殖中的應(yīng)用

在春初秋末，池塘水溫較低，光照不足，藻類繁殖數(shù)量不夠，光合作用強(qiáng)度弱，此時(shí)溶解氧含量較低，養(yǎng)殖魚蝦容易在此時(shí)缺氧、進(jìn)而引發(fā)魚類的浮頭，早春，養(yǎng)殖魚蝦的缺氧會(huì)引起相應(yīng)的應(yīng)激反應(yīng)，如不及時(shí)處理，它們的體質(zhì)就會(huì)變?nèi)?，在中后期抵抗力下降，患病率提高。而在晚秋，養(yǎng)殖過程中積累的糞便，殘餌較多，這些物質(zhì)的在缺氧的情況下分解，產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體，造成不良后果。

利用智能設(shè)備監(jiān)控溶解氧，及時(shí)的反映池塘中溶解氧的情況，在溶解氧含量高時(shí)，自動(dòng)打開報(bào)警系統(tǒng)和增氧機(jī)，大大提高增氧機(jī)的使用效率，降低浮頭等方面的危害。

在夏季的高溫季節(jié)，水溫升高，藻類大量繁殖，短時(shí)吸收池塘的營養(yǎng)，快速形成倒藻；接著藻毒，病菌接踵而來；“倒藻”就是養(yǎng)殖水體中的藻類大量或全部死亡，導(dǎo)致水色驟然變清、變濁甚至于變紅（硅藻）。養(yǎng)殖初期個(gè)體尚小時(shí)水色會(huì)變清，相反則會(huì)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(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖動(dòng)物缺氧、發(fā)病甚至大量死亡。發(fā)生“倒藻”時(shí)，首先溶解氧會(huì)下降，二氧化碳會(huì)增加，使pH值迅速下降；其次，大量的死藻分解，會(huì)加大耗氧外，還會(huì)產(chǎn)生氮氮和亞硝酸鹽；第三，水中的原生物會(huì)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(shè)備監(jiān)控溶解氧，在溶解氧含量最高的時(shí)候發(fā)出警報(bào)，提醒養(yǎng)殖者及時(shí)調(diào)水改水，能最大限度的避免倒藻引起的養(yǎng)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(fēng)險(xiǎn)，屬于較危險(xiǎn)水體，應(yīng)及時(shí)調(diào)水。綠色曲線表示溶解氧變化適中，全天數(shù)據(jù)均在安全線范圍內(nèi)，是安全穩(wěn)定的好水；藍(lán)色曲線表示池塘中水比較瘦，藻類數(shù)量少，溶解氧在安全線以上時(shí)間短，長時(shí)間處于缺氧狀態(tài)，需要及時(shí)肥水。

圖2 溶解氧數(shù)據(jù)曲線示意圖

在養(yǎng)殖過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測溶解氧，在溶解氧低于安全線時(shí)，通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，自動(dòng)打開增氧機(jī)，降低養(yǎng)殖動(dòng)物浮頭、泛塘的概率，既經(jīng)濟(jì)節(jié)約，又安全有效。曲線反應(yīng)的池塘溶解氧情況，直觀、科學(xué)的反應(yīng)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)情況，為科學(xué)肥水提供數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語

我國是世界第一的水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，但養(yǎng)殖技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，還處于落后的地位，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)溶解氧等關(guān)鍵因子的智能監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)智能化、可控化、自動(dòng)化養(yǎng)殖的智慧漁業(yè)，對提高我國養(yǎng)殖的整體水平有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。