CN107114300A - 一种南美白对虾养殖池塘底质的调控改良方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于养殖领域，特别涉及一种南美白对虾养殖池塘底质的调控改良方法。本发明提供的方法包括步骤：(1)设置投放区和布置增氧与水流设备；(2)当南美白对虾养殖池塘水的温度为15℃～35℃时，在投放区投放玉米淀粉，使得玉米淀粉的含碳量与池塘水的比例为40‑80mg/L；(3)投放虾饲料，使得虾饲料的投放总量的含氮量与玉米淀粉的含碳量的质量比为1.5‑2：1；(4)用所述增氧与水流设备对南美白对虾养殖池塘水进行增氧与搅拌扰动，促使玉米淀粉持续均匀释放。本发明可改善南美白对南美白对虾养殖池塘底质，提高沉积物中有机质转化效率，改善水质。同时具有易操作，成本低、无二次污染等优点。
Description
技术领域
本发明属于养殖领域，特别涉及一种南美白对虾养殖池塘底质的调控改良方法。
背景技术
随着人类物质水平的不断提高，人们对水产品的需求越来越大，水产养殖越来越广泛。特别是我国的水产养殖业，近年来在全球动物性食品生产中增长最快。池塘养殖以规模小，可调控，可操作等优点在我国养殖业中的比重不断加大。由于市场的需求不断加大，高密度集约化养殖模式的广泛应用，导致水体中氮、磷等元素的浓度增加，有机物分解加剧水体溶解氧的消耗以及有机物中氮、硫等元素在特定的环境下变为对养殖对象有毒害作用的亚硝酸盐、氨氮和硫化氢等化合物，不仅污染了养殖水体，还会直接危害养殖对象，使其病害频繁发生，导致水产品品质的下降，使养殖水体生态遭到进一步的破坏。
另外，底泥在南美白对虾养殖池塘中积累，一方面吸附水体中氮、磷等生物营养元素，形成营养元素的陷阱；另一方面底泥会逐渐败坏南美白对虾养殖池塘的水质，恶化水体溶氧状况，增加养殖动物的发病机会。在水产养殖过程中，底泥状况直接影响养殖水体，是南美白对虾养殖池塘生态系统的重要组成部分。底质和水质共同构成水生生物的生活空间及水体物质能量循环的载体空间。底质与水体之间的物质交换是其营养盐的主要来源，通过营养盐的交换及物质再循环过程，底泥成为生长在池塘底层的水生动植物所需营养盐的重要来源。一定厚度的底泥能起到缓冲水质突变、调节水体生态平衡的作用。因此，底质的改良是池塘养殖环境调控的重要部分。
池塘底泥的改良方法一般包括异位处理，原位处理。池塘底泥的异位处理一般采取定期清理淤泥的方法。原位处理包括投加含氧量高的化合物，补充底泥中有机物分解所需的氧，减少H2S、NH3等厌氧代谢产物生成的原位化学处理；通过人工曝气、破坏分层等方法造成异重流，提高底层水体的溶解氧含量和水体温度，加速水体和底泥中污染物降解的物理方法；利用底泥中的生物代谢活动降解染物或改变污染物的化学或物理特性以及在环境中的迁移、转化和降解速率等，对底泥污染物进行处理的生物方法。异位处理、原位物理处理、原味化学处理等方法存在投资成本大以及可能造成二次污染形成新的生态危机等问题。
本发明的内容
本发明所要解决的技术问题改善南美白对虾养殖池塘底质和减少池塘养殖沉积污染，同时具有易操作，成本低、无二次污染等优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，包括以下步骤：
(1)设置投放区和布置增氧与水流设备；
(2)当南美白对虾养殖池塘水的温度为15℃～35℃时，在投放区投放玉米淀粉，使得玉米淀粉的含碳量与池塘水的比例为40-80mg/L；由于虾饲料是高蛋白和高脂肪的，所以缺少碳源，而玉米淀粉能提供反硝化细菌、厌氧氨氧化菌所需的碳源，而且玉米淀粉形成小颗粒，适合细菌附着。另外玉米淀粉中含有机碳，有机碳是反硝化菌进行反硝化反应的底物，玉米淀粉不会二次污染，本身对养殖对象无任何毒害作用。
(3)投放虾饲料，使得虾饲料的投放总量的含氮量与玉米淀粉的含碳量的质量比为1.5-2：1；这个含氮量与含碳量的设置有利于硝化细菌、厌氧氨氧化菌形成微循环。
(4)用步骤(1)中增氧与水流设备对南美白对虾养殖池塘水体进行增氧扰动，形成全池同向水流，使水体溶氧量高于2mg/L；表层水流速为0.2-1.5m/s，扰动水深不低于1.5m，上下水流速差不大于0.2m/s。刚把玉米淀粉放入投放区时，上表层水流速可以慢一点，几天以后，再将上表层水流速调快，这样有利于玉米淀粉更均匀的分布。扰动水深不低于1.5m，上下水流速差不大于0.2m/s，在这样的搅动效果下，能形成更好的微循环。
步骤(1)中所述南美白对虾养殖池塘为矩形；所述投放区包括在位于南美白对虾养殖池塘的四角呈顺时针排列的第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区和位于南美白对虾养殖池塘中心的中心投放区；所述增氧水流设备包括两个位于池塘对角位置的水车增氧机，所述水车增氧机为1.5～3kw桨叶式水车增氧机，按照水面0.75kw/hm2配置，旋转方向一致。投放区设置与水车增氧机的位置配合，能使玉米淀粉施放分布更均匀持久。
所述南美白对虾养殖池塘为矩形，宽和长的比例为1：1～2，池深低于2.5m，水深低于2m，池底平坦，底部倾斜度小于0.1％。
所述第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区与池塘的面积比不小于1：5000；中心投放区的面积与池塘的面积比不小于4：5000，深度0.3～0.5m。
所述南美白对虾养殖池塘水温为15℃～20℃，将玉米淀粉分20-30天投放；所述南美白对虾养殖池塘水温为20℃～25℃，将玉米淀粉分15-20天投放；所述南美白对虾养殖池塘水温为25℃～28℃，将玉米淀粉分10-15天投放，所述南美白对虾养殖池塘水温为28℃～35℃，将玉米淀粉分5-10天投放。分次投放，会使缓释效果更好。而且不同的温度，对于玉米淀粉中碳源缓释效果是不一样的，这样的设置会更优化玉米淀粉的缓释效果。
所述增氧与水流设备还包括曝气装置，所述曝气装置为曝气管或曝气盘结构的0.75-3kw微孔曝气设备，所述曝气管位于池底，所述曝气盘安装于所述池塘边上池埂中心位置。所述微孔曝气装置结合水车增氧机：一是可以加速水体底部沉积的有机物和亚硝酸盐等有害物质的氧化分解，并能把有害有毒气体带出水面，从而改善和稳定水质；二使整个水体有效溶解氧充足、更加均匀，提高了水体各层空间养殖对象的活动能力，增加食欲与生长速度。
所述曝气管为高分子软管，微细气泡直径20～30um，压力范围0.05～0.10MPa，在池塘底部间隔布置，间距5～10m；所述曝气盘为ABS工程塑料材质盘或微孔曝气管盘状支架体，通气量2-8m3/h。
所述玉米淀粉的有机碳含量高于40％，干物质大于86％，灰分小于0.15％，蛋白质小于0.45％。这样的玉米淀粉的选择使本生物改良的方法成本更低。
池塘底泥比上覆水中有如反硝化细菌、厌氧氨氧化菌。未被养殖对象摄食的饲料和水生动物粪便等有机态氮经氨化作用转变成无机态氮如尿素、氨氮等；无机态氮通过好氧氨氧化作用转变成NO2--N,NO2--N通过硝化作用转变成NO3--N,NO3--N通过反硝化作用转变成N2；无机态氮也可以通过厌氧氨氧化作用转变为N2。空气中N2和通过反硝化作用和厌氧氨氧化作用生成的N2可以通过微生物固氮作用重新会回归到有机态氮。整个氮循环的有序进行需要各种微生物的参与，因此底泥中的微生物在整个氮循环中起着重要作用。养殖环境中的过多氮素主要是由底泥中反硝化菌和厌氧氨氧化菌等厌氧脱氮菌利用反硝化作用以及厌氧氨氧化作用将其转变为氮气。反硝化菌以及厌氧氨氧化菌在28℃左右时生长最合适，反硝化菌通过反硝化反应消耗有机碳且产生CO2，为厌氧氨氧化菌解除有机物抑制并提供无机碳源；厌氧脱氮菌通过厌氧脱氮反应以CO2为碳源产生一定量的CO2--N2为反硝化提供电子受体。不论是反硝化反应还是厌氧氨氧化反应都是将亚硝氮，硝氮，氨氮等对养殖对象有毒害的氮素转变为无毒害的氮气。通过控制有机碳的含量添加，最大程度的发挥反硝化及厌氧氨氧化作用，从而降低沉积物以及养殖水中氨氮，亚硝氮、硝氮含量，减少对水产品的危害，另外，对改善养殖沉积物具有一定的促进作用，进一步改善养殖环境，提高水产品的产量。
附图说明
图1是本发明的投放区示意图，1为南美白对虾养殖池塘；2为投放区，其中2-1为第一投放区，2-2为第二投放区，2-3为第三投放区，2-4为第四投放区，2-5为中心投放区。
图2是增氧水流设备布置图，1为南美白对虾养殖池塘；3为曝气管；4为曝气盘结构；5为水车增氧机。
具体实施方式
在松江泖港养殖基地选择一养殖南美白对虾池塘：100m×50m，池塘水深1m，南美白对虾的养殖密度为120尾/m2，每天投放的虾饲料为78-90kg，其中虾饲料中含氮量为42％。实施例中投放的玉米淀粉的有机碳含量为45％。
在池塘底部四周和中心挖取共5个投放区，深度为0.3～0.5m。第一、二、三、四投放区面积为1m×1m，中心投放区面积为2m×2m。第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区位于南美白对虾养殖池塘的四角呈顺时针排列。
在池塘底部间隔10m布置曝气管，微细气泡直径20um，压力范围0.05MPa；池塘水面对立位置布置2台水车增氧机，水车增氧机为3kw桨叶式水车增氧机，按照水面0.75kw/hm2配置，旋转方向一致。池埂布置曝气盘，为微孔曝气管盘状支架体，通气量5m3/h。池塘水流方向一致，水体溶氧量6mg/L，表层水流速为0.6m/s。
水温为15℃左右时开始在投放区投放玉米淀粉,20天为一个周期，第一个投放周期20天投放总量为728kg：第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放4.55kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放18.2kg。，间隔5天后再进行一个周期投放。第二个投放周期20天投放总量为880kg：第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放5.5kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放22kg。
测得数据如下：
水温为20℃左右时开始在投放区投放玉米淀粉，15天为一个周期。第一个投放周期15天投放总量为696kg：第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放5.8kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放23.2kg。间隔5天后再进行一个周期投放。第二个投放周期15天投放总量为720kg：分15天投放，第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放6kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放24kg。测得数据如下：
水温为25℃左右时开始在投放区投放玉米淀粉，10天为一个周期。第一个投放周期10天投放总量为480kg：第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放6kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放24kg。间隔5天后再进行一个周期投放。第二个投放周期10天投放总量为496kg：第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放6.2kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放24.8kg。测得数据如下：
水温为30℃左右时开始在投放区投放玉米淀粉，8天为一个周期。第一个投放周期8天投放总量为448kg：第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放7kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放28kg。间隔5天后再进行一个周期投放。第二个投放周期8天投放总量为256kg：分8天投放，第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区分别每天投放7kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放28kg。测得数据如下：
总结：添加玉米淀粉后，南美白对虾养殖池溏中硝氮去除效率达到97-98％，亚硝氮去除效率达到96-97％，氨氮去除效率达到91-92％。因此添加淀粉对减少氨氮、亚硝氮、硝氮对南美白对虾的毒害，以及对改良南美白对虾养殖池塘底质和减少池塘养殖沉积污染具有良好的效果。
对比案例：
在松江泖港养殖基地选择另一养殖南美白对虾池塘：100m×50m，池塘水深1m，南美白对虾的养殖密度为120尾/m2，每天投放的虾饲料为78-90kg，其中虾饲料中含氮量为42％。对比例中投放的玉米淀粉的有机碳含量为45％。在池塘底部对角和中心挖取共3个投放区，第一、二投放区面积为1m×1m，中心投放区面积为2m×2m,深度为0.3～0.5m。
在池塘底部间隔10m布置曝气管，微细气泡直径20um，压力范围0.05MPa；池塘水面对立位置布置2台水车增氧机，水车增氧机为3kw桨叶式水车增氧机，按照水面0.75kw/hm2配置，旋转方向相反。池埂布置曝气盘，为微孔曝气管盘状支架体，通气量5m3/h。池塘水流方向一致，水体溶氧量6mg/L，表层水流速为0.6m/s。
水温为25℃左右时开始在投放区投放玉米淀粉，分10天投放，第一投放区，第二投放区分别每天投放12kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放24kg。10天为一个周期，间隔5天后再进行一个周期投放(分10天投放，第一投放区，第二投放区分别每天投放12.4kg的玉米淀粉，中心投放区每天投放24.8kg)。测得数据如下：
总结：对比案例中，添加玉米淀粉后，南美白对虾养殖池溏中硝氮去除效率为60-62％，亚硝氮去除效率为63-64％，氨氮去除效率为52-53％。水车增氧机的方向与投放区的选择对硝氮、亚硝氮、氨氮去除效率有一定的影响。
Claims (8)
1.一种南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)设置投放区和布置增氧与水流设备；
(2)当南美白对虾养殖池塘水的温度为15℃～35℃时，在投放区投放玉米淀粉，使得玉米淀粉的含碳量与池塘水的比例为40-80mg/L；
(3)投放虾饲料，使得虾饲料的投放总量的含氮量与玉米淀粉的含碳量的质量比为1.5-2：1；
(4)用步骤(1)中增氧与水流设备对南美白对虾养殖池塘水体进行增氧扰动，形成全池同向水流，使水体溶氧量高于2mg/L；表层水流速为0.2-1.5m/s，扰动水深不低于1.5m，上下水流速差不大于0.2m/s。
2.根据权利要求1所述的南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，步骤(1)中所述南美白对虾养殖池塘为矩形；所述投放区包括在位于南美白对虾养殖池塘池底的四角呈顺时针排列的第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区和位于南美白对虾养殖池塘中心的中心投放区；所述增氧与水流设备包括两个位于池塘对面位置的水车增氧机，所述水车增氧机位于池水面，所述水车增氧机为1.5～3kw桨叶式水车增氧机，按照水面0.75kw/hm2配置，旋转方向一致。
3.根据权利要求1所述的南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，所述南美白对虾养殖池塘为矩形，宽和长的比例为1：1～2，池深低于2.5m，水深低于2m，池底平坦，底部倾斜度小于0.1％。
4.根据权利要求2所述的南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，所述第一投放区，第二投放区，第三投放区、第四投放区与池塘的面积比不小于1：5000；中心投放区的面积与池塘的面积比不小于4：5000；深度0.3～0.5m。
5.根据权利要求1所述的南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，所述南美白对虾养殖池塘水温为15℃～20℃，将玉米淀粉分20-30天投放；所述南美白对虾养殖池塘水温为20℃～25℃，将玉米淀粉分15-20天投放；所述南美白对虾养殖池塘水温为25℃～28℃，将玉米淀粉分10-15天投放，所述南美白对虾养殖池塘水温为28℃～35℃，将玉米淀粉分5-10天投放。
6.根据权利要求1所述的南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，所述步骤(1)中增氧与水流设备还包括曝气装置，所述曝气装置为包括曝气管或曝气盘的0.75-3kw微孔曝气设备，所述曝气管位于池底，所述曝气盘安装于所述池塘边上池埂中心位置。
7.根据权利要求6所述的南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，所述曝气管为高分子软管，微细气泡直径20～30um，压力范围0.05～0.10MPa，在池塘底部间隔布置，间距5～10m；所述曝气盘为ABS工程塑料材质盘或微孔曝气管盘状支架体，通气量2-8m3/h。
8.根据权利要求1所述的南美白对虾养殖池塘底质的生物改良方法，其特征在于，所述步骤(2)中玉米淀粉的有机碳含量高于40％，干物质大于86％，灰分小于0.15％，蛋白质小于0.45％。
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