高扬 研究员 兴庆区畜牧水产中心
2016年4月15日
池塘既作为养殖动物生存、活动和生长的场所，又是天然饵料的生产场所，同时也是养殖动物代谢物、排泄物的净化场所。众所周知“养鱼先养水”，“养水”有三个方面的含义：一是满足养殖动物生存、生长的最佳条件，二是提高天然生产力水平，三是使净化能力最大化，而这三个内容又相互依存与相互作用。无论什么养殖模式，满足养殖动物生存、生长的最佳条件是不变的，但是，在不同的养殖模式下，“养水”的内涵又有所不同。在低产或传统养殖模式下，养好藻类，提高天然生产力，是维持良好水质和提高养殖效益的关键，而在高产养殖模式下，养殖动物自身污染物的净化是关键，而净化能力最强的是细菌，因此，养好细菌，是维持良好水质、确保养殖动物健康的关键。
一、饲料与病害的关系
水产养殖业的快速发展，对水产动物营养需求的研发和饲料配方技术的进步贡献最大。高产高密度养殖的情况下，养殖动物的营养需求基本上靠饲料提供，因此，饲料营养的“全价”性，是养殖动物健康生长的基本保证。鱼类营养性疾病常见的症状大致有以下8 种：①发育不良，生长迟缓；②尾鳍生长异常；③眼球病变；④贫血；⑤鱼鳍溃蚀；⑥体表出血；⑦肝脏病变；⑧鳃病变。
饲料是水产养殖过程中最大宗的投入品，因此饲料的选择与管理是养殖成败的关键因素之一。但是，水产饲料中也存在着一些与营养无关的，但又严重影响水产养殖的问题，它都与养殖动物病害的发生有直接或间接的联系。
1、饲料中蛋白质的质与量
国外许多先进国家对饲料蛋白的规定是上限（≤），而我国却是下限（≥），造成多数养殖户认为蛋白越高越好。许多饲料厂为了满足法规的要求和市场不正当竞争，将饲料蛋白越做越高，其次，为了降低饲料成本，在满足动物的基础需求之外，用各种次蛋白、废蛋白、甚至假蛋白去满足法规及养殖户的需要。水产动物对饲料中蛋白质的消化吸收率随着蛋白质量的提高而提高，但随着蛋白质数量的提高而降低。蛋白质虚高（即含量高、质量低）造成养殖水体大量的氮污染，而高氨氮、高亚硝酸氮是阻碍水产养殖容量提高，导致病害多发的重要因素。
2、饲料中的有毒物质
鱼粉资源的缺乏，使得水产饲料中植物原料的使用量不断增加，导致水产饲料中的有毒物质污染的风险也越来越高。饲料中的有毒物质有两类：霉菌毒素和抗营养因子。近年来，水产动物肝胆综合征表现日益突出，与饲料中的有毒物质在肝脏中积累造成慢性中毒有密切关系。
1） 霉菌毒素
霉菌毒素是一种存在饲料和原料中的抗营养因子，是毒素很强的霉菌次生代谢产物。在饲料的加工、运输和贮存过程中都会产生霉菌毒素。常见的霉菌毒素有：黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏马毒素（B1、B2、B3）、玉米赤霉烯酮等。
霉菌毒素对水产养殖品种影响的研究还很少，但已有的研究表明：霉菌毒素可导致不同鱼虾产生多种病症和生长性能等问题。如尽霉菌毒素对鲶鱼增重有显著影响；赭曲霉毒素中毒的虹鳟鱼病理症状包括肝细胞坏死、鱼体苍白、肾肿胀和病死率高等；伏马毒素B1 对鲤鱼的肾和肝有不良影响。这些影响必然导致养殖水产动物健康受损，引起慢性中毒、造成免疫力低下，最终引起病害发生。
2） 抗营养素
所谓抗营养素（也称抗营养因子）是指一系列具有干扰营养物质消化吸收的生物因子。抗营养因子存在于所有的植物性食物中，也就是说，所有的植物都含有抗营养因子，这是植物在进化过程中形成的自我保护的物质基础。抗营养因子有很多，已知道抗营养因子主要有蛋白酶抑制剂、植酸、凝集素、芥酸、棉酚、单宁酸、硫苷等。这些抗营养因子会造成动物消化不良、中毒、甚至死亡。
在自然界，包括水生动物在内的所有动物对植物抗营养素能够通过自身敏锐的嗅觉和味觉而回避，随着鱼粉资源的紧缺，大多数水产饲料中应用的植物性饲料原料越来越多，尤其是一些蛋白源，如豆粕、菜粕、棉粕等，但这些饲料原料中的抗营养因子并没有预先处理。水产动物虽然能够本能地拒食，但饲料配方中采用呈味剂———香味剂、甜味剂等诱食剂，掩盖了植物饲料原料中的抗营养因子，使动物不能靠本能去识别饲料中抗营养因子的存在而摄食，从而造成养殖鱼类抗营养因子的“慢性中毒”，降低了免疫力，甚至肝功能障碍而引起发病。
二、底泥与病害的关系
池塘底泥是池塘底部土壤、沉淀物或淤泥的统称。池塘底泥是池塘生态系统的重要组成部分。池塘底部的土壤是许多积累在池塘生态系统中的物质仓库，发生在池塘底部土壤表层的化学、生物学过程影响水质和养殖产量，池塘底质对池塘水质有决定性影响。
1、池塘土壤的特性
池塘土壤的构成非常复杂，可以说没有两口池塘的土壤完全一致，即使在同一口池塘，不同位置的土壤组成也有所不同。
1）多样性
构成池塘土壤的主要成分是矿物和有机物质。决定土壤质地的因素是土壤中矿物粒子的大小和比例。从土壤分类上讲，土壤矿物粒子分为粘粒（<0.002 毫米）、粉粒（0.02～0.002 毫米）、沙粒（2.00～0.02 毫米）和沙砾（>2.00 毫米）。土壤质地是根据土壤中粘粒、粉粒和沙粒的比例来确定的。一般而言，池塘底部中间（池塘水体比较深的地方）比靠近岸边（浅处）土壤质地来得细，有机物质含量也比较高。
2）还原性
池塘底泥由于承接了大量来自水体的有机物质（如养殖动物粪便、残饵、死亡的各种水生生物等），对氧的消耗很大，而养殖水体中的溶解氧又难以到达池塘底部，少量达到池塘底部的溶解氧也难以扩散的底泥内部。因此，池塘底泥在养殖一段时间后，基本上呈还原性。土壤还原性越高，产毒的能力越强，生产力、缓冲能力也越低。
2、底泥与病害的关系
底泥是池塘生态系统的重要组成部分，与池塘生产力关系密切。底泥的性质及管理与养殖病害有着千丝万缕的关系。
1）底泥成分与病害的关系
①有机物质含量
池塘底泥中含有一些难以分解的有机物质，主要为腐殖质。这些腐殖质是底泥中各种营养元素的络合体，对池塘肥力起着缓冲作用，也决定着池塘水体的“肥力”。底泥中理想的有机物质含量为1.5%~2.5%，低则池塘偏瘦，不利于浮游植物的生长，高则大量消耗池塘底泥中的溶解氧，引起底泥快速进行还原反应。池塘底泥中有机物质过高或偏低都影响养殖水质的稳定性，从而引起养殖动物病害。
②钙含量
池塘底泥中可溶性钙含量影响池塘水体的硬度和碱度。理想的钙含量应该在200～300 毫克/升。钙浓度偏低的池塘光合作用效率低，池塘pH昼夜变化大，溶解氧低、氨氮高，容易引发养殖动物病害。
③pH 值
理想的池塘底泥pH 值应该在7.5~8.5 之间。含硫量高的池塘底泥引起池塘水体偏酸而含盐碱的池塘底泥引起池塘水体偏碱，池塘水体偏酸或偏碱都直接在生理上影响养殖动物的健康、影响池塘的天然生产力，引发养殖动物病害。
④氧化还原电位
自然界的所有生物都是通过氧化还原反应获得生存能量的，因此，环境的氧化还原电位决定了物种的组成。所有养殖动物都属于有氧呼吸动物，因此，氧化还原电位过高或过低对养殖动物都有一定有害的影响。池塘水环境以氧化态为主，在某些局部微环境存在着还原条件，如生物膜、菌胶团的内部、池塘底泥表层以下。不同的氧化还原电位环境分布着相应的微生物种群，如好氧细菌分布在电位比较高的有氧环境而厌氧微生物分布于电位比较低的无氧环境。许多无氧环境的微生物的代谢产物有毒，如硫酸还原菌的代谢产物——硫化氢。
2） 底泥管理与病害的关系
底泥在养殖期间由于饲料的投入、养殖动物的活动和有机物质的积累以及泥水之间的物质交换而发生一系列复杂的生物化学变化，这些变化反过来影响池塘水质。
①干塘期间的底泥管理
养殖期间随着时间的延长，有机物质厌氧分解过程中产生的大量氢离子和电子（CH2O+H2O→CO2+4H++4e-）滞留在池塘底泥中，使池塘底泥中的氧化态矿物变为还原态，pH 值和氧化还原电位越来越低。传统的方法是通过干塘、暴晒，让底泥中存储电子的还原态矿物被空气中的氧气氧化而恢复；同时采用生石灰中和底泥中的氢离子，以恢复池塘底泥在下一批次的养殖过程中对电子和氢离子的缓冲能力。同时，积累于底泥中的大量容易分解的有机物质在好氧微生物的作用下快速分解，降低底泥在养殖期间对溶解氧的消耗。
高密度、高产池塘在干塘期间的池塘底泥应该移走部分，留下15~20厘米，作为下一批养殖的缓冲系统。为了彻底氧化底泥，传统干燥到龟裂的方式已经不能满足目前高投入养殖带来的有机污染，必须进行翻耕、破碎，使底泥尽量与空气接触，促进矿物的氧化和微生物对有机物质的好氧分解。
②养殖期间的底泥管理
底泥与水体之间的物质交换，尤其是溶解氧的供应（O2+4H++4e-→2H2O）以及沉积于底泥中被微生物矿化的微量元素的释放是维持底泥良好状态和水质稳定的关键。由于养殖密度增加，沉淀到池塘底部的有机物质也迅速增加，因此随着底泥溶解氧的消耗，底泥中氧化态矿物质的还原速度也不断提升。因此，如果不进行合理养护管理，容易产生大量有毒有害物质进入养殖水体而引起养殖动物发生病害。
底泥在养殖期间的管理主要是使沉淀的物质“再悬浮”。在再悬浮的过程中与水体中的溶解氧接触发生氧化反应。
池塘底泥的再悬浮方法主要是通过搅动来实现的。一种是通过底栖动物本身进行生物搅动，如在养殖中合理混养；另一种方法是人工搅动，即采用一定的物理方法使底泥再悬浮。如用纲绳或铁链刮动底泥，可以达到很好的效果。底泥刮动要注意底泥的现状和气候。一般来说，长期没动过的池塘，不能一次性进行全塘搅动，最好是分三到四次搅动，其次是应该在天气良好、溶解氧高的时候（晴天中午前后）进行。一般情况下十天到半个月搅动一次比较理想。
3 水质与病害的关系
俗话说“养鱼先养水”。水是养殖动物的生存环境，因此，如何将池塘水质控制在满足养殖动物生存、生长的条件内，是养水的关键，其次，池塘也是一个生产、净化场所，必须满足环境生物生存、生长的要求。因此，池塘水体生态系统的生产力必须与养殖容量相匹配，否则环境就会恶化，引起病害发生。低产模式下，养水就是养藻类（通过光合作用同化氨氮），高产模式下，养水就是养细菌（光合作用未完全同化的氨氮，通过细菌同化）。所以，除了保证溶解氧、合适的温度、pH 值、一定的浮游生物量外，养水的关键是氨氮的控制。
1）硬度、碱度与天然池塘生产力
无论陆生环境还是水生环境，天然生产力都来自光合作用。光合作用效能也反应了池塘水质状态。藻类进行光合作用、生长繁殖，除了需要一定比例的氮、磷、钾等元素和微量元素之外，其主要原料是二氧化碳。而二氧化碳属于难溶气体，池塘中要获得高效的天然生产力,取决于光合作用过程中持续不断的二氧化碳供应能力，池塘水体中的二氧化碳库是碳酸氢钙[Ca(HCO3)2→O2+Ca2++CO32-+H2O]（钙浓度称为硬度,碳酸氢根称为碱度）,因此,池塘的天然生产力取决于池塘水体的硬度和碱度。
①光合作用与池塘承载能力
单位面积的池塘能养多少水生动物(即池塘的承载能力)取决于池塘水环境对这些动物的排泄物的处理能力，其中主要是氨氮的处理能力。对于池塘养殖来说，通过光合作用吸收氨氮是一个非常重要的途径：
16NH4++92CO2+92H2O+14HCO3-+H3PO →C106H263O110N16P +106O2
很显然，光合作用制造氧气、吸收氨氮，同时产生天然饲料。在饲料污染率、生物种类确定的情况下，池塘的承载能力与光合作用效率成正比。
②碱度与光氧化
在光合作用过程中，叶绿素捕捉光能，并利用光能将水分解，产生溶解氧，同时，经过一系列酶系（光反应），产生能量（ATP）和还原力（NADH）。藻类用这些能量和还原力在卡尔文循环中，固定二氧化碳，形成有机碳，用于藻类体内合成各种细胞物质，如糖、纤维、蛋白、维生素、酶等。如果池塘碱度低，当光照强烈、藻类密度高（相应的透明度也低），水体静止的时候，由于二氧化碳供应短缺，氧就会替代二氧化碳与卡尔文循环中的二磷酸核酮糖羧化/ 加氧酶结合，发生光氧化，在光氧化过程中会产生大量的过氧化氢。当过氧化氢积累到一定程度，藻类就会受到伤害而老化死亡———俗称“倒藻”。引起池塘藻相快速变化，进而引起水质恶化。
如果倒藻时水体中含有比较高水平的硝酸，藻类死亡时释放的硝酸还原酶会将水体中的硝酸还原成亚硝酸，引起池塘水体中亚硝酸快速上升，严重时会引起养殖动物亚硝酸中毒。维生素C 是藻类将过氧化氢还原成水和氧气的主要成分，因此，使用维生素C 可以缓解光氧化，保护藻类，防止倒藻。当由于倒藻造成大量硝酸还原酶释放到水体中而引起亚硝酸快速上升时，采用硝酸还原酶抑制剂———硫代硫酸钠（俗称“海波”）可以降低亚硝酸盐浓度。
③硬度、碱度与pH 值昼夜变化
在光合作用过程中，Ca（HCO3）2 →CO2+Ca2++CO32-+H2O。如果池塘水体中硬度和碱度高（即Ca2+ 和CO32- 浓度高），则Ca2++CO32-→CaCO3 沉淀。如果硬度和碱度低，则Ca2+和CO32-游离于水中，由于硬度、碱度低的水体CO2 不足，水体中的CO32-会发生如下反应：CO32-+H+→HCO3- ，HCO3-+H+→CO2+H2O由于H+ 被吸收，则水体的pH 值快速升高。因此，硬度、碱度低比硬度、碱度高的池塘水体pH 值的昼夜变化大。
一般情况下，在碱度、硬度低的池塘水体中，二氧化碳供应不足，光合作用效率低，氨氮往往偏高。高氨氮再加上高pH 值，犹如雪上加霜，容易造成养殖动物氨中毒。
2）碳氮平衡
限制池塘养殖密度的关键因素是养殖动物的代谢终产物——氨氮，处理池塘中氨氮的两种主要方法是，要么被同化为蛋白质，然后通过食物链转化为养殖动物蛋白质；要么通过生物脱氮变成氮气离开池塘。随着养殖密度的不断提高，光合作用已经不能完全同化所产生的氨氮。而高密度养殖的池塘必须大量增氧，高浓度氧的存在限制了池塘中的生物脱氮。因此，高密度养殖的池塘中氨氮过剩是常见主要的水质问题。其本质问题就是氮过剩、碳不足，即碳氮失衡。
①池塘中氮的输入与碳的输入
池塘中氮的输入有两种来源，并分为两个阶段，第一个阶段是池塘回水后，为了迅速培养藻类而施用的氮肥，包括有机氮和无机氮。第二阶段的氮输入主要是来自养殖鱼类对饲料蛋白的代谢。而池塘中碳的输入也分为两个来源，一个是光合作用固定的二氧化碳，也是最大宗的碳输入，另一个是饲料中所含的有机碳。饲料中氮的输入随着养殖动物的生长，生物量的增加而增加，是相对稳定增长的。池塘中最大宗的碳输入——光合作用是不稳定的。随着天气变化（光照强度）、气温（水温）、藻相及其密度以及池塘的肥力，尤其是二氧化碳供应等因素而变化。因此，相对于氮的输入而言，碳输入是不稳定的。碳能不足造成池塘水体中的生物种群饥荒，从而引发各种各样的细菌病和寄生虫病。
在高产养殖模式下，光合作用只能同化一部分氨氮，剩余的氨氮在池塘中积累，当氨氮过高时，养殖者往往采用换水的方法将过剩的氨氮排放出养殖环境，大量换水的结果导致池塘中生长缓慢的脱氮细菌难以形成所需要的种群生物量，反过来不仅造成生物脱氮生态难以建立，而且造成池塘中生态系统结构简化，生态系统脆弱，水质难以持续稳定。
②“人工”生产力
如前所述，池塘的承载能力由生产力决定，而所谓生产力，是有机碳和氧的输入。天然生产力——光合作用（CO2+H2O→CH2O+O2）输入的本质是CH2O+O2，如果天然生产力不足，人工直接输入CH2O+O2，即“人工”生产力。
因此，对于高密度养殖来说，池塘中所产生的氨氮可通过天然生产力加人工生产力来解决：
天然生产力：16NH4++92CO2+92H2O +14HCO3-+H3PO4→C106H263O110N16P +106O2
人工生产力：NH4++7.08CH2O +HCO3-+2.06O2→C5H7O2N+6.06H2O+3.07CO2
天然生产力是利用光合作用将氨氮转化为藻体蛋白：C106H263O110N16P；人工生产力是通过人工输入碳水化合物和氧气将氨氮转化为菌体蛋白：C5H7O2N。
只要总生产力与氨氮负荷相适应，就可以维持池塘的正常生态系统，保持良好的水环境，避免养殖动物病害的发生。因此，只要在早上太阳出来之前检测池塘中的氨氮浓度（即光合作用同化剩余部分），按人工生产力方程的平衡量补充碳水化合物和氧气，即可达到生态平衡。
