Профессор Бойд обсуждает критически важную стрессовую переменную, которая может привести к потере аппетита, замедлению роста и повышению восприимчивости к болезням.
Среди аквакультуристов хорошо известно, что доступность естественных кормовых организмов ограничивает производство креветок и большинства видов рыб в прудах примерно 500 кг с гектара на 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 более высокой урожайности необходимое количество корма влечет за собой высокий риск низкой концентрации растворенного кислорода (РК). Таким образом, растворенный кислород (РК) является критически важным фактором интенсификации урожайности прудовой аквакультуры.
Механическая аэрация может применяться для увеличения количества подаваемого корма и повышения урожайности. Каждая лошадиная сила аэрации на гектар позволяет производить около 10–12 кг/га корма в день для большинства видов сельскохозяйственных культур. Урожайность 10 000–12 000 кг/га с урожая не является редкостью при высокой интенсивности аэрации. Ещё более высокую урожайность можно получить в прудах и бассейнах с пластиковым покрытием и высокой интенсивностью аэрации.
При выращивании кур, свиней и крупного рогатого скота с высокой плотностью посадки редко встречаются случаи удушья или кислородного стресса, но в аквакультуре эти явления встречаются довольно часто. Далее будут объяснены причины, по которым растворенный кислород так важен для аквакультуры.
Воздух у поверхности земли содержит 20,95% кислорода, 78,08% азота, а также 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, днём, когда идёт фотосинтез, вода в пруду обычно перенасыщена РК (концентрация может составлять 10 мг/л и более в поверхностных водах), поскольку производство кислорода в процессе фотосинтеза превышает его потерю при дыхании и диффузии в воздух. Ночью, когда фотосинтез прекращается, концентрация растворённого кислорода снижается — иногда менее 3 мг/л часто считается минимально приемлемой концентрацией для большинства выращиваемых водных видов.
Наземные животные вдыхают воздух для получения молекулярного кислорода, который поглощается альвеолами лёгких. Рыбы и креветки должны прокачивать воду через жабры, чтобы усваивать молекулярный кислород жаберными пластинками. Усилие, необходимое для дыхания или прокачивания воды через жабры, требует энергии, пропорциональной весу воздуха или воды.
Будет рассчитан вес воздуха и воды, которые необходимо вдохнуть или накачать, чтобы обеспечить контакт дыхательных путей с 1,0 мг молекулярного кислорода. Поскольку воздух содержит 20,95% кислорода, примерно 4,8 мг воздуха будут содержать 1,0 мг кислорода.
В пруду для разведения креветок с солёностью воды 30 ppt при температуре 30 °C (плотность воды = 1,0180 г/л) концентрация растворённого кислорода при насыщении атмосферы составляет 6,39 мг/л. Объём воды 0,156 л содержит 1,0 мг кислорода и весит 159 г (159 000 мг). Это в 33 125 раз больше веса воздуха, содержащего 1,0 мг кислорода.
Больше энергии тратится водными животными
Креветкам и рыбам приходится тратить значительно больше энергии для получения того же количества кислорода, чем наземным животным. Проблема становится ещё более серьёзной, когда концентрация растворённого кислорода в воде снижается, поскольку для получения 1,0 мг кислорода через жабры приходится прокачивать больше воды.
Когда наземные животные поглощают кислород из воздуха, его запасы легко восстанавливаются, поскольку воздух свободно циркулирует, поскольку он гораздо менее плотный, чем вода. Например, плотность воздуха при 25 °C составляет 1,18 г/л по сравнению с 995,65 г/л пресной воды при той же температуре. В системе аквакультуры растворенный кислород, поглощаемый рыбами или креветками, должен быть восполнен диффузией атмосферного кислорода в воду, а для перемещения растворенного кислорода с поверхности воды в толщу воды (для рыб) или ко дну (для креветок) необходима циркуляция воды. Вода тяжелее воздуха и циркулирует медленнее, даже если циркуляция поддерживается механическими средствами, такими как аэраторы.
Вода содержит гораздо меньше кислорода, чем воздух: при насыщении и температуре 30°C пресная вода содержит 0,000754% кислорода (в воздухе — 20,95%). Хотя молекулярный кислород может быстро проникать в поверхностный слой воды, перемещение растворенного кислорода через всю толщу воды зависит от скорости конвекции, с которой насыщенная кислородом вода на поверхности перемешивается с водной массой. Крупная биомасса рыбы или креветок в пруду может быстро истощить запасы растворенного кислорода.
Подача кислорода затруднена
Сложность обеспечения рыб и креветок кислородом можно проиллюстрировать следующим образом. Государственные стандарты допускают присутствие около 4,7 человек на квадратный метр на мероприятиях под открытым небом. Предположим, что средний вес каждого человека в мире составляет 62 кг, тогда биомасса человека составит 2 914 000 кг/га. Потребность рыб и креветок в кислороде для дыхания обычно составляет около 300 мг кислорода/кг массы тела в час. Такой вес биомассы рыбы может привести к истощению запасов растворенного кислорода в пресноводном пруду объёмом 10 000 кубических метров, изначально насыщенном кислородом при температуре 30 градусов Цельсия, примерно за 5 минут, и подопытные животные задохнутся. Сорок семь тысяч человек на гектар на мероприятии под открытым небом не будут испытывать никаких затруднений дыхания в течение нескольких часов.
Растворенный кислород является критически важной переменной, поскольку он может напрямую убить животных аквакультуры, но хронически низкая концентрация растворенного кислорода вызывает у водных животных стресс, что приводит к ухудшению аппетита, замедлению роста и большей восприимчивости к болезням.
Баланс плотности животных и расхода корма
Низкое содержание растворенного кислорода также связано с наличием в воде потенциально токсичных метаболитов. К таким токсинам относятся углекислый газ, аммиак, нитриты и сульфиды. Как правило, в прудах, где основные характеристики качества воды источника подходят для выращивания рыбы и креветок, проблемы с качеством воды возникают редко, если обеспечивается достаточная концентрация растворенного кислорода. Для этого необходимо сбалансировать нормы посадки и кормления с доступностью растворенного кислорода из естественных источников или посредством аэрации в системе выращивания.
При выращивании зелёной воды в прудах концентрация растворённого кислорода наиболее важна ночью. Однако в новых, более интенсивных типах выращивания потребность в растворённом кислороде велика, и её концентрацию необходимо постоянно поддерживать механической аэрацией.
https://www.alibaba.com/product-detail/RS485-WIFI-4G-GPRS-LORA-LORAWAN_62576765035.html?spm=a2747.product_manager.0.0.771371d2LOZoDB
Разнообразие датчиков качества воды для вашего ознакомления, обращайтесь к нам.
Время публикации: 30 сентября 2024 г.