随着水产品的海洋开发捕捞日益受到自然资源的限制，水产养殖的可持续发展显得越来越重要。根据联合国粮农组织的统计，每年捕捞的鱼、虾以及其它水产品总量大约稳定在80 000 000t，而且浮动的范围不会太大，这是因为许多国家和地区由于过渡捕捞已经出台了相应的休渔政策。Millar（1996）预测2010年人们对水产品的需求量将会再增长20 000 000t，达到100 000 000t，提高池塘养殖水产品的数量和质量成为满足这一需求的重要途径（Csavas,1993）。
但是，随着水产养殖的不断发展，一味追求高产的措施对养殖水环境尤其是池塘底部环境造成了很大的污染，破坏了池塘原有的生态平衡。 众所周知“养鱼先养水”，水体是鱼虾等水产动物生长、生存和生活的环境，然而池塘底质与水的相互作用能够强烈地影响水质，因此要想养好水，就必须从池塘底质改良着手，必须充分重视池塘底质的管理。“新塘旺三年”是我国水产养殖地区的真实写照，要使池塘养殖业得以可持续发展，彻底根除连作障碍所带来的池塘养殖病害流行，使池塘养殖的水土资源得以合理保护，就必须改良与修复恶化的池塘底质。
1 池塘底质的主要特性
池塘底质不仅作为养殖用持水池、各种化学物质的储存库，还是植物、动物和微生物的栖息地以及营养素再循环中心。物质不断地从池塘水中沉淀到池塘的底部，例如进入池塘的地表水中的悬浮固体、来自管理输入的肥料和未摄食的饵料以及池塘内部产生的植物和动物的尸体。物质也可能通过离子交换、吸附和沉淀作用而进入池塘底质的土壤固相，进入底质的物质可能被永久地储存起来，或者可以通过物理、化学或生物学方法转化为其它物质并从池塘生态系统中流失。沉积在池塘底部的有机物质通常被分解为无机碳并以二氧化碳的形式释放到水中，含氮化合物会被池塘底质中的微生物脱氮并以氮气的形式流失到大气中，而磷则被池塘底质吸附后淹埋在沉淀物里进入可利用磷库的循环，含硫化合物经过还原菌的作用产生硫化氢，进而与池塘底质中的金属离子（铁、锰等）结合，变成黑色硫化物沉降于底质。
池塘底质土壤是部分细菌、真菌、高等水生植物、小型无脊椎动物和其它底栖生物的生活场所，此外，甲壳动物以及某些品种的鱼类大部分时间也生活在底部，许多鱼类在底部建巢和产卵。微生物的分解作用在底质营养素循环中占有很重要的地位，因为通过分解作用，有机物质被氧化成二氧化碳和氨，并释放出其它矿物营养素，这样，通过微生物，碳、氮和其它元素被矿化或再循环，它们仍可以被利用。但是如果一种营养素的平衡浓度太低则可能不利于浮游植物的生长，或者一种重金属元素的平衡浓度太高就可以引起水生动物的中毒。
底质土壤的颗粒大小与质地、pH值和酸度、有机物质特性、氮浓度和碳氮比以及沉淀物的深度、营养素的浓度等都可以影响到养殖池塘底质的管理。具有活性的底质土壤组分应是具有电荷和巨大表面积的粘土颗粒和具有生物学可利用性和高度化学活性的有机物质。池塘底质的特性与水产养殖产量是密切相关的，不同的底质水生动物的生长发育以及水质指标也是不同的。在高密度水产养殖生产中，底质肥沃的地区水产品产量高于底质贫瘠的地区，然而底质有机物质浓度过高的池塘又可因为厌氧微生物活动所产生的毒性代谢物阻碍水生生物的生长甚至死亡（Boyd,1990）。马宜山（1990）研究了不同底质对日本对虾生长的影响，结果表明，池底为砂质和泥砂质时日本对虾的生长情况较好，水泥池底则较差；在砂质池底和泥砂质池底的池中，水质情况也较好，同样，水泥池底则较差。
2 池塘底质恶化的危害
池塘底质的恶化对水生生物可以产生严重的危害，而且这种危害大多数情况下是间接的。底质通过影响水体的各种营养素浓度，影响浮游植物的产量，进而通过食物链影响到养殖动物的生长发育，特别是养殖品种为依赖于天然饵料生物的池塘中，并且植物还是大多数池塘溶解氧的主要来源，最终可以导致养殖产量下降。此外， 池塘底质的质地和pH值不佳或波动太大也会限制底栖生物的产量，而许多底栖生物是我们养殖水生动物的天然饵料；底质还可能成为进入水体并对水生动物有毒的代谢物来源，水体中沉积到底质的沉淀物还能够破坏部分养殖动物的栖息位点，影响它们正常的活动。
在投饵的池塘中，尽管养殖的鱼虾的大多数营养直接来自于饲料，底质条件在决定水质变量浓度对它们以及其它水生生物生存和生长的影响方面仍然是极其重要的。投饵的池塘中，剩余饵料和鱼虾的排泄废物刺激了池塘中浮游植物的大量繁殖，这些浮游植物控制着池塘中的溶解氧动力学。白天它们通过光合作用产生的氧气大于呼吸作用的耗氧，溶解氧浓度较高，夜间刚好相反。随着大量饵料的投入，在我们的养殖过程中特别是养殖后期，藻华现象非常普遍。投饵相同的情况下，底质对磷吸收强烈的池塘中浮游植物生产率的潜力要低于底质对磷吸附相对较低的池塘，从而池塘底质通过对磷的吸收来影响浮游植物的生长。
淤泥过多也是池塘底质恶化常见的现象。一般而言，池塘底质保持一定量的淤泥是必要的，它可以起到缓冲底质水质肥度的作用。但是如果淤泥过厚，就会影响池塘养殖环境，最终影响到养殖生物。据调查，广东增城的池塘每年淤泥堆积都以10～15cm的速度增加，造成了诸如养殖鱼类容易泛塘、抵抗力下降，易引起爆发性鱼病，鱼的产品质量下降等不良后果（张金宗等，2004）。
此外，池塘底质有机物质（原始底质中或输入的）如果浓度过高， 就会有利于池塘底部形成厌氧条件，导致微生物有毒代谢物的产生（刘静,1990）。
3 池塘底质的修复
3.1 碱化
池塘水体中的总碱度和总硬度都与池塘底质的酸碱度密切相关，在养殖池塘中，总碱度和总硬度都必须在20mg/l以上才能有足够的缓冲能力，将pH值维持在6～9.5之间和提供足够的溶解二氧化碳以保证良好的浮游植物的生长（Boyd,1990）。养殖甲壳动物所需要的池塘总碱度和硬度则需要更高一些，可以采用碱化来提高总碱度和硬度。常规使用中最好的碱化材料是生石灰（Boyd等,1994），生石灰最好在施肥之前2～3周进行，以消除对溶解的无机磷和二氧化碳浓度的影响。碱化后最好每隔一段时间（如一个养殖周期）测定一下池塘中的总碱度和总硬度，因为单一次碱化处理很难维持常年连续养殖的水交换。对于酸性硫酸盐底质，首先要做好调查，Hajek等（1994）提供了一个系统性程序用于池塘建造和管理中酸性硫酸盐底质的局限性分级；其次可以采用碱化中和酸度以及使底质土壤干燥，等待自然氧化和酸度被淋溶，防止黄铁矿氧化等措施（Gaviria等,1986;Lin,1986）。
3.2 耕耘
利用耕耘机反复挖掘恶化的池塘底质，使污浊物和有机物上升，增加与氧气的接触机会，促进污染物的分解。而实践过程中，由于底质上翻可以造成水质恶化，迅速降低水体中的溶解氧，所以最好在有一定的流水流动的养殖池塘中使用。此外，带水耕耘还要注意底质大量营养盐的释放带来的浮游植物不可控生长以及某些有毒有害物质进入水体，危害养殖动物。所以根据实践经验，建议在一个养殖周期结束后，清塘的时候配合清淤、曝晒、碱化等共同进行。
3.3 铺沙
对于有些养殖动物，池塘底部适当地铺沙不仅有助于其生长发育，还能够起到部分净化水体，缓冲底质的作用。张涛等（2003）报道了环境因子对硬壳蛤（Mercenaria mercenaria）稚贝成活率和生长率的影响，结果表明，硬壳蛤对底质环境有一定的选择性,稚贝在纯砂底质中的成活率和日生长率均高于在纯海泥底质中,但砂的粒径大小对稚贝成活率和日生长率没有明显影响。沙子厚度达15cm以上时，5d内约1/2的无机态氮和1/4的磷酸盐的溢出受到了控制，另外，底栖生物的种类和数量也增加了，底质变成了适合甲壳类等生存的环境（刘静，1990）。
3.4 杀菌
池塘底质土壤在一个养殖周期结束后最好消毒，以防止病原体在两次养殖周期之间生存和感染下一周期所养殖的鱼虾类，常用的消毒剂是生石灰、消石灰和含氯化合物。池塘中施用生石灰，不仅可以杀灭潜在的和滋生于淤泥中的鱼类寄生虫（卵）、病毒、病原体等有害物，还可以提高水体pH值，澄清池塘水体、提高池水硬度以及改善池塘底部通气情况，氯化物对病源微生物具有直接的毒性，目前较为常用的是二氧化氯和漂白粉等。二氧化氯是世界上公认的性能优良、效果较好的消毒剂，对鱼虾具有高效、低毒的杀菌、消毒性能，对水体和底质中传播的病源微生物、病毒、芽孢都有较强的杀灭作用。此外，二氧化氯还可以破坏养殖水体中的酚、硫化氢、氰化物和其它许多有机物，提高池塘水体溶氧量，在消毒的同时改善水质和底质。
3.5 清淤
池塘底质淤泥过厚不仅促使池塘水体进一步恶化，影响鱼虾生存环境，还可以造成产量下降，效益降低。因而，每一养殖周期结束后，都应坚持适度清淤，通常可以采用人工挖除、机械清淤的方法，如果两者结合清淤更为彻底。清除的淤泥富含大量的剩余饵料、鱼虾粪便以及其它有机物和其它生物的代谢产物，营养丰富，可以综合利用，作为农田种植植物、蔬菜苗木等的有机肥料。
3.6 其它
此外，还有的利用生物来修复池塘底质，减少底质有机物的积累，减少和延缓养殖动物发病。张付国等（1996）报道了在老化污染虾池中利用沙蚕等底栖生物改善底质的试验，结果表明，试验池比没有添加底栖生物的对照池分别增产40.5％和58.5％，平均规格大0.69cm和0.41cm，成活率提高19％和8.1％。究其原因，虾池中由于移植了沙蚕等底栖生物，并培育成优势种群，大量摄食虾池中的残饵、对虾粪便以及其它生物尸体和有机碎屑，减缓了虾池底部有机物的积累。营穴居生活的沙蚕由于刚毛的不断划动而行成了一个个小的水流循环，增加了底质中的溶解氧。此外，对虾和沙蚕的活动提高了虾池底质的氧化能力，达到了延缓底质氧化还原电位逐渐下降的过程。
也有报道利用光合细菌以及复合益生菌对池塘底质的改良与修复有一定的效果，可以加速营养物质的循环，从根本上清除引起水质污染的有机质，一般用量为30～90kg/hm2·m。增强池塘底质溶解氧浓度的各项技术能提高土壤表层的氧化还原电位，这可以减少来自深处厌氧土壤毒性代谢物扩散到池塘水体中的可能性。池塘底质需要定期性的修复，才能够达到预期目的，促进水产养殖业良性可持续发展，一旦底质恶化再来修复，势必事倍功半。
参考文献
1 Millar, P. Good breeding. High Life. British Airways,1996,(4):99~106
2 Csavas, I. Aquaculture development and environmental issues in developing countries of Asia. Environment and Aquaculture in Developing Countries; Pullin, R.S.V., H. Rosenthal and J.L. Maclean, eds. Manila, Philippines: International Center for Living Aquatic Resources Management
3 Boyd C.E. Water Quality in Ponds for Aquaculture. Alabama Agricultural Experiment Station, Auburn University,1990
4 马宜山,高锡伦,曹大铮.不同底质对日本对虾生长的影响[J].水产养殖，1990，(5):17~18
5 张金宗,陈锐平.池塘淤泥过多对养鱼的危害及化解办法[J].广东饲料，2004, 12(5): 39~40
6 刘静.底质的有机污染及其改良方法[J].河北渔业，1990,53(2): 25~27
7 Boyd C.E., Masuda K. Characteristics of liming materials used in aquaculture ponds. World Aquaculture,1994,24:76~79
8 Hajek B.F., Boyd C.E. Rating soil and water information for aquaculture. Aquaculture Engineering,1994,13:115~128
9 Gaviria J.I., Schmittou H.P., Grover J.H. Acid sulfate soils: Identification, formation, and implications for aquaculture. J. Aquaculture Tropics,1986,1:99~109
10 Lin C.K. Acidification and reclamation of acid sulfate soil fishponds in Thailand. In the First Asian Fisheries Forum; Maclean J.L., Dizon L.B., Hosillos L.VL eds., Asian Fisheries Society, Manila, Philippines,1986,71~74
11 张涛,杨红生,刘保忠等. 环境因子对硬壳蛤（Mercenaria mercenaria）稚贝成活率和生长率的影响[J].海洋与湖沼，2003，34(2):142~149
12 张付国,侯明泉,郭建军.利用生物改善虾池底质试验[J].齐鲁渔业，1996, 13(2): 5~7王彦波 许梓荣 郭笔龙
王彦波，浙江大学动物科学学院，博士，310029，杭州。
许梓荣、郭笔龙，单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2004-11-09 |
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