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一种水体长效增氧复合体及其功效研究论文

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2024-04-30 11:14:56    来源:    作者:liyuan

摘要:本研究旨在评估一种新型水体长效增氧复合体在静水水体中的增氧效果。研究结果显示, 复合体方圆 25 cm 范围内,增氧效果显著,溶氧水平存在显著差异。在为期 14 d 的监测期内,与对 照组相比,复合体周围的溶氧含量基本上都更高。展现出了长期且良好的增氧效果。本研究首次揭 示了新型长效水体增氧复合体的增氧性能,填补了养殖水体长效增氧方面的研究空白,为水体增氧 剂的发展提供了有力的数据支撑。

  摘  要:本研究旨在评估一种新型水体长效增氧复合体在静水水体中的增氧效果。研究结果显示, 复合体方圆 25 cm 范围内,增氧效果显著,溶氧水平存在显著差异。在为期 14 d 的监测期内,与对 照组相比,复合体周围的溶氧含量基本上都更高。展现出了长期且良好的增氧效果。本研究首次揭 示了新型长效水体增氧复合体的增氧性能,填补了养殖水体长效增氧方面的研究空白,为水体增氧 剂的发展提供了有力的数据支撑。

  关键词:长效;增氧;复合体;过碳酸钠

  水体溶氧情况是水产养殖成功的关键[1],也是 衡量养殖环境的一个重要指标。水体中的溶氧主要 来源于空气与水生植物的光合作用。 自然情况下, 水体中上层的溶氧量较高;中下层水体因光线不足, 植物的光合作用较弱,溶氧来源基本靠高浓度区域 扩散补充,这也导致水体中下层更有可能出现缺氧 的情况。在水产养殖过程中,特别是高密度养殖情 况下,残饵、排泄物的快速积累,会导致水体中的有 机质大量积累,出现水体富营养化的情况。如果水 体溶氧不足,养殖生物不仅会出现缺氧的情况,微生 物的厌氧反应也无法分解过剩的营养物质,还可能 会产生氨、亚硝酸盐等有害物质,这些物质在浓度较 低会引起养殖生物的不良反应,浓度较高甚至会引 起养殖生物中毒、死亡[2-3]。如果水体中溶氧充足,好 氧型微生物可以将残饵、排泄物等有机质转换为无 机物,将有毒害作用的硫化氢、亚硝酸盐等转化为无 害物质[4]。在养殖池塘水体底部连续增氧可改善微 生物环境,抑制有毒有害物质产生,缓解鱼类的缺氧 问题,提高养殖效益[5-6]。当水体中的溶氧低于 4~8 mg/L 时,养殖生物可能会减少摄食,出现浮头甚至死亡的情况[7]。

  在水产养殖过程中,水体增氧是促进养殖活动 获取成功的重要措施。目前,针对养殖水体增氧的设 备和产品很多,只要开启或施用时间恰当,均能很好 地预防养殖生物缺氧。但是,增氧设备和增氧剂的使 用,还需要考虑水环境、气候环境的变化,也需要耗 费大量人力成本、物力成本,并可能会因为突发情况 或一些小疏忽造成养殖生物缺氧甚至死亡。增氧设 备和增氧剂基本都只能在开启或施用时发挥作用, 无法达到长期持续的效果,将池塘溶氧浓度稳定在 一定范围比较困难。本文对一种用新型复合黏合剂 将载体与功能性物质通过高压压制形成的方型复合 体的长效增氧性能进行系统研究,以期为水产养殖 活动预防鱼类缺氧提供基础数据支撑。

  1  材料与方法

  1.1  试验材料

  长效水体增氧复合体(12×12×14 cm3,4.00±0.05 kg),是一类用新型复合黏合剂将载体与功能性物质 (过碳酸钠)通过高压压制形成的方型复合体。

  1.2  试验方法

  1.2.1  试验池塘情况

  试验池塘为静水水体,尽可能排除由水体流动、 增氧设备等引起的误差。

  1.2.2  试验设计

  以复合体为圆心,分别测定距离复合体 0 cm、 25 cm、50 cm 和 100 cm 处的溶氧含量,首次溶氧测 定时间为早上 9:00;分析其增氧的横向扩散能力。 以时间为基准,每天定时定点测量复合体附近的溶 氧含量,全程持续 14 d,首次溶氧测定时间为每日 上午 9:00。通过滴定法进行溶氧测定来评估其长期 增氧能力。为确保试验数据的可靠性,所有测定均 重复 3 次。

  1.3  数据处理

  使用 Excel 进行数据统计,并借助 SPSS 19.0 进 行单因素方差分析。结果以平均数±标准差的方式 呈现,P<0.05 表明差异显著。

  2  试验结果

  2.1  复合体在不同距离的增氧效果

  用不同距离的溶氧监测结果绘制折线图,如图 1 所示,显著性结果展示于表 1 中。在方砖复合体方 圆 25 cm 内的静水水体中均具有较好的增氧效果, 溶氧差异都达到了显著水平(P<0.010)。在 6~12 h, 50 cm 以外的距离中,溶氧差异未达到显著水平(P> 0.010)。在 48 h 后,50 cm 之外区域中的溶氧增量相 对较少,与 0 h 的溶氧差异不大。以 50 cm 和 100 cm 处的溶氧平均值作为衡量标准,在 1 h 时,复合 体周围 25 cm 范围内 的溶 氧量增加了 9.01%~ 13.59%;在 6 h 时,增加了 2.73%~5.68%;在 12 h 时,增加了 14.89%~29.05% ;在 24 h 时,增加了2.87%~7.99%;在 48 h 时,增加了 12.25%~18.78%; 在 72 h 时,增加了 11.46%~11.50%。

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  2.2  复合体的持续增氧能力

  用不同时间的溶氧监测结果绘制折线图,如图 2 所示。除了 2023.9.22 和 2023.9.24 两日的监测结 果未达到显著水平(P=0.282~0.442),其余时间复合 体附近溶氧的检测结果均显著高于对照区域(P= 0.000~0.018)。在持续监测的 14 d 中,相较对照组而 言,仅有 1 d 的溶氧增量小于 3%,8 d 的溶氧增量大 于 5% ,甚 至有 2 d 溶 氧增量达 到 了 12.43%~ 16.69%。

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  3  讨论与分析

  养殖水体如何长效增氧是学者和广大养殖户长 期关注的问题。迄今为止,未发现超过 10 d 的长效 增氧产品及相关研究。目前,大部分增氧产品都只能 发挥短效增氧效果。本文通过研究一种用新型复合 粘合剂将载体与功能性物质(过碳酸钠)高压压制形 成的方型复合体的增氧性能,发现该复合体中的功能性物质均匀分布于复合体中,通过水的侵袭能力 将功能性物质层层剥离,发挥持续性增氧作用。在 本研究中,即使是静水水体,复合体也能很好地保证 自身方圆 25 cm 内的溶氧达到较高水平,溶氧增加 量最大可以达到 14.89%~29.05%,即使在第 3 天,溶 氧的增加量也可以达到 11.50%左右。再配合微流水 措施,就可利用极低的成本投入来预防养殖池塘发 生缺氧的情况。

  在马丞鸿[8]的研究中,市售碳酸钠在蒸馏水中 经 28 h,水体溶氧在达到最大值 16.37 mg/L 后,就 会急剧下降至与空白组相近,约 8.5 mg/L;缓释增氧 剂的增氧速度较慢,8 h 后 ,水体溶氧达到最大值 12.69 mg/L,在 92 h 内,可以有效缓释增氧,增氧时 间是市售常规增氧剂的 9.2 倍。本研究中,新型长效 水体增氧复合体的增氧能力达到了几何倍数的增 强,在研究进行 14 d 后,试验组的溶氧含量显著高 于对照组,且基本都高于 7.5 mg/L,最大增氧量可达 到 16.69%,可以充分保证水生生物的正常生长。在 马丞鸿的研究中,市售过碳酸钠在池塘水中,经 10 h,水体溶氧达到最大值 16.63 mg/L 后,就会急剧下 降至与空白组溶解氧 7.68 mg/L 的溶氧量相近。本 研究中的功能性物质虽然也是过碳酸钠,但在经过 特殊工艺处理后,就能达到长效增氧的目的,可在生产实践中发挥重要作用。

  综上,本研究首次探明了新型长效水体增氧复 合体的增氧效能,该复合体填补了水体长效增氧领 域的空白,为水体增氧剂的更新换代以及新型增氧 剂的研发方向提供了一定的数据支撑和指导。

  参  考  文  献

  [1] 胡金有, 王靖杰, 张小栓, 等. 水产养殖信息化关键技术 研究现状与趋势[J]. 农业机械学报, 2015, 46(7): 251-263.

  [2] 迟爽, 刘海军, 刘冉, 等. 刺参养殖池塘底泥理化指标和 细菌数量变化的检测[J]. 渔业科学进展, 2014, 35(1): 111-117.

  [3] 顾海涛, 王逸清. 我国池塘增氧技术现状与发展趋势 [J]. 渔业现代化, 2014, 41(5): 65-68.

  [4] 王军. 水产养殖溶解氧控制方法研究[D]. 天津: 天津 科技大学, 2021.

  [5] 周凯. 硫化氢对水产养殖的影响分析[J]. 科学养鱼, 2018(11): 19-20.

  [6] 靳明平, 苑修震. 健康水产养殖综合配套技术讨论[J]. 渔业致富指南, 2019(24): 20-22.

  [7] 蒋建明, 乔增伟, 朱正伟, 等. 水产养殖复合式自动增氧 系统设计与试验[J]. 农业机械学报, 2020, 51(10): 278-283.

  [8] 马丞鸿. 水产养殖缓释增氧剂的试验研究[D]. 天津: 天 津农学院, 2022.