2021年水體氨氮轉化形式與調控利用

　　在養殖水體中，有機污染物包括氮、碳、磷、硫4種主要物質，而后3者形成的產物在氧氣充足的條件下對魚類的影響程度不是很大，當氮以分子氨態或亞硝酸鹽氮態存在時，卻會對水生動物產生很強的神經性毒害。當前以強飼為特征的集約養殖方式加大了水體有機氮物質分解轉化的負荷，微生物分解環節嚴重受阻，從而成為水體系統循環過程的制約瓶頸與頑結，造成水體富營養化甚至污染，引發出諸多病害、藥殘、食品隱患等問題。水體系統的氨氮循環及污染治理已成為世界性關注的環境問題和研究熱點。

　　1 養殖水體內氨氮循環與脫氮過程

　　1.1 水體氮素的來源構成

　　集約養殖水體氮素的來源主體為餌料殘剩物和糞便排泄物的分解，其次為老化池塘底泥沉積物氨化分解，再次為施肥積累。養殖生產包括天然再生產過程與經濟再生產過程，然而傳統的養殖方式片面追求產量經濟效益，強化水體系統外的能量物質的投入。過量的投餌，形成大量有機代謝廢物的沉積，致使水體系統的分解環節受抑制，造成硝化反應難以通暢完全進行，自凈能力減弱，產生多種有機酸及氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫、甲烷等中間有毒有害產物同時，這些中間有毒產物也可再由含氮化合物通過反硝化細菌還原而返復積累。

　　天然狀態下水體氮素的來源：

　?、僖恍┕痰孱惣肮痰毦馨汛髿鈱又械牡獨廪D變為有效氮;

　?、隰~類等水生動物的最終代謝產物主要為氨態氮(NH3)，其次為尿素和尿酸;

　?、墼孱惣毎匀芘c有機碎屑沉積物的礦化作用，使以顆粒狀結合著的有機氮以NH3-N的形式釋放到水體中;

　?、艿孛鏇芰骷坝蛲馕鬯脦淼牡奈廴締栴}也愈加突出，等等。對天然狀態的氮素來源構成及轉化過程應清楚把握和準確運用，才能不悖其水體物質轉化循環規律，達到健康高效生態養殖的目的。

　　1.2 養殖水體生態系統的生物組成

　　消費者、分解者、生產者是養殖水體生態系統的生物組成部分其特點是：

　?、傧M者：魚蝦類養殖動物為整個生態系統的核心，數量多、投餌量大，產生大量的排泄物和殘餌;

　?、诜纸庹撸何⑸锏臄盗颗c種類較少，大量的有機物無法及時分解，經常處于超負荷狀態，水質惡化;

　?、凵a者：藻類數量少，無法充分利用有機物降解產生的營養鹽類，導致NH3-N和-N等有害物質積累以至污染。因此，這種片面強調消費者，而忽視分解者和生產者的生態系統是極為不平衡的，常使其循環過程存在兩處“瓶頸”梗阻。

　　1.3 水體物質循環的中間部位

　　即有機物的生物分解轉化環節,水中有機物在異養微生物的作用下，第一階段是碳氧化階段，初步被分解出的產物是二氧化碳(CO2)和氨態氮，氮物質大部分以NH4+?NH3的形式釋放出來。在天然條件下(溫度為20℃)，一般有機物第一階段的氧化分解可在20d內完成。第二階段是氨物質的硝化過程，在亞硝化細菌的作用下氨(NH4+?NH3)被氧化成亞硝態氮(NO3--N);在硝化細菌的作用下再進一步被氧化成植物生長所需求的硝態氮(NO3--N)。在20℃天然條件下，第二階段的氧化分解需百日才能最終完成。當水體缺氧時，另有一類反硝化細菌不妨把硝酸鹽(NO3-)還原為亞硝酸鹽(NO3-)，再還原為氨氮或游離氨或氮氣，失去營養作用，成為植物不能直接利用的氮。這種游離氨或氮氣由水體界面逸入空氣的過程稱為脫氮效應。在交換性較差的水體中，硝酸鹽被還原的趨勢增大，NH3-N濃度積累再度升高。在養殖環境中畢竟水體溶氧還達不到被完全消耗的狀態，僅在底泥過厚的無氧狀態時部分被反硝化出的氮氣溶入水體，于是此過程的脫氮逸氮能力是有限的，水體與底泥氨氮的總量常會居高不下。