Профессор Бойд обсуждает критически важный фактор, вызывающий стресс, который может привести к смерти, ухудшению аппетита, замедлению роста и повышенной восприимчивости к болезням.
Среди специалистов по аквакультуре хорошо известно, что доступность естественных кормовых организмов ограничивает производство креветок и большинства видов рыб в прудах примерно до 500 кг на гектар за один урожай (кг/га/урожай). При полуинтенсивном выращивании с использованием искусственных кормов и ежедневной заменой воды, но без аэрации, производство обычно может достигать 1500–2000 кг/га/урожай, но при большей урожайности необходимое количество корма создает высокий риск низкой концентрации растворенного кислорода (ДО). Таким образом, растворенный кислород (ДО) является критически важным фактором интенсификации урожайности в прудовой аквакультуре.
Механическая аэрация может быть применена для увеличения количества подаваемого корма и повышения урожайности. Каждая лошадиная сила на гектар аэрации позволяет получать около 10–12 кг/га корма в сутки для большинства видов растений. Производство 10 000–12 000 кг/га/урожайность не является чем-то необычным при высоких темпах аэрации. Еще более высокие урожаи могут быть достигнуты в прудах и резервуарах с пластиковой облицовкой при высоких темпах аэрации.
Редко можно услышать о случаях удушья или кислородного стресса при выращивании кур, свиней и крупного рогатого скота в условиях высокой плотности посадки, но эти явления довольно распространены в аквакультуре. Будут объяснены причины, по которым растворенный кислород так важен в аквакультуре.
Воздух у поверхности Земли содержит 20,95% кислорода, 78,08% азота и небольшое количество углекислого газа и других газов. Количество молекулярного кислорода, необходимое для насыщения пресной воды при стандартном атмосферном давлении (760 миллилитров ртутного столба) и температуре 30 градусов Цельсия, составляет 7,54 мг на литр (мг/л). Конечно, днем, когда происходит фотосинтез, вода в пруду обычно перенасыщена растворенным кислородом (концентрация может составлять 10 мг/л или более в поверхностных водах), поскольку производство кислорода в процессе фотосинтеза превышает его потерю в результате дыхания и диффузии в воздух. Ночью, когда фотосинтез прекращается, концентрация растворенного кислорода снижается – иногда менее 3 мг/л часто считается минимально допустимой концентрацией для большинства выращиваемых водных видов.
Наземные животные вдыхают воздух, чтобы получить молекулярный кислород, который поглощается через альвеолы в их легких. Рыбы и креветки должны прокачивать воду через жабры, чтобы поглотить молекулярный кислород через жаберные пластинки. Усилие, необходимое для дыхания или прокачивания воды через жабры, требует энергии, пропорциональной весу воздуха или воды.
Будут вычислены массы воздуха и воды, которые необходимо вдохнуть или прокачать, чтобы подвергнуть дыхательные поверхности воздействию 1,0 мг молекулярного кислорода. Поскольку воздух содержит 20,95% кислорода, примерно 4,8 мг воздуха будут содержать 1,0 мг кислорода.
В креветочном пруду с водой, содержащей 30 ppt соли при температуре 30 °C (плотность воды = 1,0180 г/л), концентрация растворенного кислорода при насыщении атмосферой составляет 6,39 мг/л. Объем 0,156 л воды будет содержать 1,0 мг кислорода и весить 159 граммов (159 000 мг). Это в 33 125 раз больше, чем вес воздуха, содержащего 1,0 мг кислорода.
Водные животные тратят больше энергии
Креветке или рыбе требуется значительно больше энергии для получения того же количества кислорода, чем наземному животному. Проблема усугубляется, когда концентрация растворенного кислорода в воде снижается, поскольку для того, чтобы подвергнуть жабры воздействию 1 мг кислорода, необходимо прокачать через них больше воды.
Когда наземные животные поглощают кислород из воздуха, его легко восполнить, поскольку воздух свободно циркулирует, так как он гораздо менее плотный, чем вода. Например, плотность воздуха при 25 градусах Цельсия составляет 1,18 г/л по сравнению с 995,65 г/л для пресной воды при той же температуре. В системе аквакультуры растворенный кислород, поглощаемый рыбой или креветками, должен быть восполнен за счет диффузии атмосферного кислорода в воду, и циркуляция воды необходима для перемещения растворенного кислорода с поверхности воды в толщу воды для рыб или на дно для креветок. Вода тяжелее воздуха и циркулирует медленнее, даже если циркуляция облегчается механическими средствами, такими как аэраторы.
Вода содержит гораздо меньше кислорода по сравнению с воздухом – при насыщении и температуре 30 градусов Цельсия пресная вода содержит 0,000754% кислорода (воздух – 20,95% кислорода). Хотя молекулярный кислород может быстро проникать в поверхностный слой водной массы, движение растворенного кислорода по всей массе зависит от скорости смешивания насыщенной кислородом воды на поверхности с водной массой за счет конвекции. Большая биомасса рыбы или креветок в пруду может быстро истощить запасы растворенного кислорода.
Обеспечение подачи кислорода представляет собой сложную задачу.
Трудность обеспечения рыб или креветок кислородом можно проиллюстрировать следующим образом. Государственные стандарты допускают присутствие около 4,7 человек на квадратный метр на мероприятиях на открытом воздухе. Предположим, что каждый человек весит в среднем по миру 62 кг, тогда это составит 2 914 000 кг/га человеческой биомассы. Рыбам и креветкам для дыхания обычно требуется около 300 мг кислорода/кг массы тела в час. Такой вес рыбной биомассы может истощить растворенный кислород в пресноводном пруду объемом 10 000 кубических метров, изначально насыщенном кислородом при температуре 30 градусов Цельсия, примерно за 5 минут, и животные, выращиваемые в пруду, задохнутся. Сорок семь тысяч человек на гектар на мероприятии на открытом воздухе не будут испытывать никаких трудностей с дыханием в течение нескольких часов.
Содержание растворенного кислорода является критически важным фактором, поскольку оно может напрямую убивать животных, выращиваемых в аквакультуре, а хронически низкая концентрация растворенного кислорода вызывает стресс у водных животных, приводя к ухудшению аппетита, замедлению роста и повышению восприимчивости к болезням.
Баланс плотности поголовья животных и потребления кормов.
Низкий уровень растворенного кислорода также связан с наличием в воде потенциально токсичных метаболитов. К этим токсинам относятся углекислый газ, аммиак, нитриты и сульфиды. Как правило, в прудах, где основные характеристики качества воды в источнике подходят для выращивания рыбы и креветок, проблемы с качеством воды будут встречаться редко, если обеспечена достаточная концентрация растворенного кислорода. Это требует баланса между плотностью посадки и кормления и доступностью растворенного кислорода из естественных источников или путем аэрации в системе выращивания.
В прудах с зеленой водой концентрация растворенного кислорода наиболее критична ночью. Однако в новых, более интенсивных типах выращивания потребность в растворенном кислороде велика, и его концентрацию необходимо постоянно поддерживать с помощью механической аэрации.
https://www.alibaba.com/product-detail/RS485-WIFI-4G-GPRS-LORA-LORAWAN_62576765035.html?spm=a2747.product_manager.0.0.771371d2LOZoDB
Предлагаем вашему вниманию широкий выбор датчиков качества воды. Приглашаем вас обратиться за консультацией.
Дата публикации: 30 сентября 2024 г.