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第二节 氮元素及其循环

一,氮元素的来源与存在形式

1.来源

养殖水体中氮的主要来源如下:

鱼池中施入大量畜禽粪肥,分解产生无机氮.

注入含有大量氮化合物的生活和工业混合水.

水生生物和鱼类的代谢产物中含有氮.

池塘中氮主要来源于肥料和饲料.进入水体中的氮一般以氨的形式存在.这些氮来源于鱼鳃排泄物和细菌的分解作用.据研究,饲料中的氮有60-70%被排泄到水体中,因此水产养殖生态中总氮浓度与投饲率及饲料蛋白含量有直接关系,在精养池中经常会出现对鱼类有害的"富氮".

2.存在形式

游离态氮——氮分子具有相对较强的化学<>惰性,在水中的溶解度也很低,但由于氮气是大气中最主要的组成,其体积分数可达78%,因此,氮分子在水中的含量较高,在海洋中可达20mg/Kg,而其它可溶性氮化合物仅为0.7mg/Kg.

有机氮——包括蛋白质,氨基酸,尿素,胺类,硝基化合物等.

硝酸态氮——有氧环境中,微生物氧化氨,亚硝酸盐的产物;同时,在高温条件下,空气中的氮会生成各种氮氧化合物,它们进一步转变为硝酸盐,作为微生物生产硝酸盐的补充.

亚硝酸态氮——亚硝酸氮在天然水中的浓度是非常低的,它主要是硝化反硝化过程及植物体内被摄取的硝酸在硝化酶的作用下转化为氨及氨基酸过程的中间产物.

总铵态氮——水中含氮有机物分解矿化及硝酸盐,亚硝酸盐反硝化作用产生.包括以非离子氨和铵盐形式存在的氮.

二,氮元素的循环

1.氮气的溶解作用

天然水中氮的最丰富形式是溶解游离态氮气,主要来自空气的溶解,地表水中游离氮的含量为近饱和值,脱氮作用和固氮作用可能改变其含量,但其影响似乎不大,在天然水域中,游离态氮的行为基本上是保守的.

大气中氮在水中的溶解遵守亨利定律和道尔顿定律.

2.植物对氮的吸收

硝酸态氮,亚硝酸态氮,氨态氮是一切藻类都能直接吸收利用的氮源.

通常认为,植物会首先吸收NH4+,当海水中NH4+几乎被耗尽时才会大量吸收NO3--N.

溶解有机氮也是一些微藻和细菌主要的可利用营养盐之一.

近年来的一些研究表明,浮游植物也会直接利用一部分溶解有机氮化合物(DON),但是吸收量甚少.

固氮作用

固氮作用是氮循环的一个主要过程,即水中气态氮通过特定的细菌,蓝绿藻成为有机氮,这是水中氮的重要来源之一.相对沉积物来讲水体中的固氮作用较小,氨的存在会降低固氮作用速率,此外硝酸和氧也对固氮作用有影响.

3.氮元素的再生

——无机氮被浮游植物吸收转化成有机氮,并通过浮游动物的摄食,各级浮游动物之间及鱼类等的捕食继续在食物链中传递.在这个过程中有相当一部分氮由于溶出,死亡,代谢排出等离开食物链重新回到水体中,这就是营养盐的再生过程.

浮游植物胞外溶出——在河口和沿岸区域,大约30%的净初级生产力被浮游植物溶出,而约20%的被浮游动物捕食.可见,由浮游植物胞外溶出产生的有机物是不可忽视的.尽管有研究表明浮游植物细胞倾向于贮存氮,但有研究表明,在缺氧和存在细菌时,胞外溶出氮就会增加,分别占到细胞内氮的10%～20%和3%～12%.溶出产物主要包括蛋白质,氨氮以及少量的亚硝酸盐和氨基酸.

浮游动物及鱼类的溶出和排泄——氨氮是浮游动物溶出产物的主要形式,当然还包括脲,氨基酸,蛋白质等.不同种类的浮游动物溶出速率并不相同,Verity对Sargasso Sea的桡足类进行研究测定,发现溶出速率还与动物干重有显著的相关性,个体较小的动物的溶出速率比个体较大的快.

有机碎屑——动物新陈代谢后的排泄物和死亡的浮游生物的个体,组织等是水环境中有机碎屑库的主要来源.这些颗粒物在沉降和随水团运动的过程中,一部分被浮游动物滤食,另一部分则被细菌降解成为氨和小分子溶解有机氮.随着细菌在有机物转化中的作用越来越重要,各种对有关微生物环的研究也越来越多,由此产生的溶解有机氮在氮循环中的作用也越来越不容忽视.

4.硝化作用

天然水中的硝化作用主要分两步,每一步都有细菌的参与.首先氨在亚硝化细菌的作用下氧化为亚硝酸盐;接着在硝化菌的作用下继续氧化成硝酸盐.硝化速率常常受氧气的限制,但由于硝化菌对氧气的亲合力较强,硝化作用也可在低氧水平下发生,尤其是在沉积环境中.

5.反硝化作用

——反硝化(脱氮)作用就是在微生物活动的作用下,硝酸盐或亚硝酸盐被还原为N2O或游离氮的过程.

在自然界的水圈和沉积物中有相当大的范围内广泛地存在着厌氧细菌,在缺氧条件下,通过厌氧细菌的活动,被还原为N2的脱氮过程。
脱氮作用的详细生化机理尚不清楚,一般认为可能按下述途径进行:

脱氮作用受许多水质条件的影响,例如pH7-8为最适范围,而pH太平洋>大西洋.

在河口,近岸地区,氮的垂直分布明显受生物活动,底质条件与水文状况的影响.若上下层水体交换良好,垂直含量差异较小;而在某些水体交换不良的封闭或半封闭海区,上下层海水难以对流混合,在200米以下因水体缺氧,硝化作用减弱,硝酸态氮含量下降,而氨态氮含量增加.在上升流海区,由于富含氮的深层水的涌升,该区无机氮的含量明显增加.
      三.季节变化

研究表明,中纬度(温带)海区和近岸浅海海区的季节变化较为明显,而且与海洋浮游植物生物量的消长有明显的关系,反映了生命过程的消长.夏季浮游植物繁盛期间,无机氮被大量消耗,加上温跃层的存在,妨碍了上下层海水的混合,无机氮的含量都降至很低.特别是在表层,NO3--N和NO2--N几乎消耗殆尽.进入秋季后,浮游植物繁殖速率下降,生物残体中的有机氮化合物逐步被微生物矿化分解,加上水体混合作用,其含量逐渐上升并积累起来.到冬季,表层和底层水中无机氮含量都达到最大值.春季,浮游植物生长又开始进入繁盛期,海水无机氮含量再次下降,至夏季表层水中含量达到极低点.仅有少量NH3-N被检出.相比之下,底层海水中NO3--N并未枯竭,仍保持一定含量.

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五,氮肥的施用

1.氮肥的形态

(1)氨态氮肥——需特别注意用量,使水中的氨分子(NH3)的浓度不要超过鱼类的忍受限值,以免抑制鱼类生长.同时要考虑在有效氮被吸收后,有无残留成份,如使用碳酸氢氨残留的碳酸氢根具有补充有效碳的作用,而使用硫酸氨所残留的是硫酸根,在厌气条件下,会还原成有毒的硫化氢.对养殖水环境不利.

(2)酰胺态氮肥——尽管有许多藻类能吸收利用尿素,但有研究指出,当水中NH4+-N含量超过7μg/L时,藻类利用尿素的能力将受到抑制,而水中通常会含有如此低量的氨离子.此时,藻类只有待尿素经微生物或酶(尿素酶)的作用下转变为氨分子(HN3)和氨离子(NH4+)后才能间接利用.据农业施肥的研究结果,尿素转变为NH3和NH4+,在低温季节需7-10天,高温季节需2-3天才能完成,具缓效肥的特点,尤其是在与磷肥同时使用时,更应加以注意.

(3)硝酸态氮肥——能被藻类迅速利用,在一般施肥浓度下,对其他饵料生物及鱼类无不良影响.其缺点是,缺氧时易在脱氮细菌的作用下,还原为N2和N2O而造成损失.在与氨共存时,藻类优先利用氨态氮而使对硝酸态的吸收受到抑制,此时损失的机率就更大,因此尽量不选用硝酸态氮肥.另外使用时还要留意肥料的酸碱性,一般选用生理中性的为好,水体的碱度小,缓冲能力小的水体更应注意这个问题.

2.常用氮肥及其特点

商品氮肥的主要品种及其一般特点

类别     肥料名称     主要成分         化学式           含氮量(%)       氮的形态        残 留      副成分         主要特点

             液态氮肥       液氨                NH3                82                   氨态              无                             碱性,挥发

                                  氨水*   NH3+H2O,NH4OH   16-25                氨态              无                              碱性,挥发

                                氨制品   NH3+NH4NO3         30-45         氨态与硝酸态       无                           碱性,挥发性均降低
                                                     NH3+Ca(NO3)2       30-45        氨态与硝酸态                      Ca2+        碱性,挥发性均降低

                                              NH3+CO(NH2)2      30-45        氨态与酰胺态        无                           碱性,挥发性均降低

             固体氮肥    硫酸铵*   (NH4)2SO4             20-21                氨态            多量        SO42-      
                                                                                                                                          生理酸性,在厌气时SO42-易变为H2S

                               氯化铵*           NH4Cl             22-26                氨态             多量           Cl-              生理酸性

                            碳酸氢铵*         NH4HCO3        17-18                氨态               无     中性肥料,能同时提供碳源,容易分解

                                硝酸钙        Ca(NO3)2            13                   硝酸态                          Ca2+         生理碱性,吸潮

                                硝酸钠           NaNO3            15-16               硝酸态                           Na+      吸潮,Na+会有不良影响

                                硝酸铵           NH4NO3          32-34         氨态与硝酸态        无               吸潮,高温,猛烈撞击时易爆炸

                             硝酸铵钙  NH4NO3+CaCO3       -20           氨态与硝酸态                     CaCO3       中性肥料,吸潮性小

                                尿素*           CO(NH2)2            46                 酰胺态             无

                                                                                          中性肥料,肥效稍慢,要在细菌作用下转化为(NH4)2CO3吸收才快

* 为水产养殖中常用氮肥

3.施用氮肥的注意事项

为提高肥效,确保安全,在使用氮肥时,还应创造相应的水质条件并注意以下几个问题.

(1)施肥前后防止缺氧,否则脱氮作用的损失增大,有机物的矿化再生作用减弱,对水中增氮不利.

(2)加开增氧机,促使池水的垂直流动,以加速底层水和底泥中的有机氮化物和矿化再生物及时向表层迁移,提高表层水的中的含氮量.

(3)注意水中有效形式的氮磷比.仅在氮是真正限制因子时,施氮肥才有效.如果水中相对缺磷,再施氮肥是一种浪费且弊多利少.

(4)针对饵料生物(浮游植物)吸收特点,合理掌握施肥浓度和时间是十分必要的.施肥浓度以水中总氮量略高于0.3毫克N/升为宜.浓度再高吸收速度增加不多,并不经济.施肥时间以午前水体趋于分层时为宜,这更有利于提高肥效.为保证真光层有效氮含量保持在最佳含量,施肥应该适量多次,及时补充.

(5)水质过分混浊,粘土胶粒很多时,氨离子易被吸附固定,造成损失.

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第三节 磷元素及其循环

一,磷元素的来源与存在形式

1.来源

天然水中的磷是通过矿石风化侵蚀,淋溶,细菌的同化和异化作用等自然因素引入的,而含于城市污水中的合成洗涤剂含磷组分则是主要的人为来源.

2.存在形式

(1)溶解态磷

——包括溶解态无机磷(DIP)和溶解态有机磷(DOP)两类.前者包括正磷酸盐,无机缩聚磷酸盐.

正磷酸盐——水中正磷酸盐的存在形式主要有PO43-,HPO42-,H2PO4-,H3PO4,各部分的相对比例随pH的不同而异.在pH为6.5-8.5的正常天然淡水中以HPO42-和H2PO4-为主;而在海水中HPO42-为可溶性磷酸盐的主要存在形式,游离H3PO4的含量极微.正磷酸盐可作为营养物质被水中藻类多量摄取,所以这种形态的磷具有很大的环境意义.

无机缩聚磷酸盐——在受工业废水或生活污水污染的天然水中可含有无机缩聚磷酸盐,如P2O74-,P3O105-等,它们是某些洗涤剂的主要成分,随着多聚磷酸盐分子量的增大,溶解度变小.无机多聚磷酸盐很容易按下式水解成PO43-:

在某些生物及酶的作用下,上述反应速度加快,据研究,在酸性磷钼蓝法中约有1%-10%的多聚磷酸盐水解而被测得.

溶解有机磷——溶于天然水中的有机结合态磷的性质还不完全清楚,主要有葡萄糖-6-磷酸,2-磷酸甘油酸,磷肌酸等形态.可溶性有机磷如果是来自有机体的分解,其成分似应包括磷蛋白,核蛋白,磷酯和糖类磷酸盐(酯).由单胞藻释放出的某些(不是全部)有机磷,能被碱性磷酸酶所水解,因此这些分泌物中似含有单磷酸酯.此外,许多研究者认为天然水中可溶性有机磷包括有生物体中存在的氨基磷酸与磷核苷酸类化合物.研究发现,某些不稳定的溶解有机磷化合物是海洋循环中十分活跃的组分.

(2)颗粒态磷

——包括颗粒态无机磷酸盐和颗粒态有机磷两类.

颗粒态无机磷(PIP)——主要是Ca3(PO4)2,FePO4等溶度积极小的不溶性无机磷酸盐,某些悬浮的粘土矿物和有机体表面上可能吸附无机磷.

颗粒态有机磷(POP)——主要指存在于生物有机体内,有机碎屑中的各种磷化合物.前者主要存在于海洋生物细胞原生质,例如,遗传物质核酸(DNA,RNA),高能化合物三磷酸腺苷(ATP),细胞膜的磷脂等等.

3.活性磷与有效磷

(1)活性磷

天然水中的含磷量通常以酸性钼蓝法测定.根据能否与酸性钼酸盐反应,可将水中的磷化合物分为两类:活性磷化合物和非活性磷化合物.

凡能与酸性钼酸盐反应的,包括磷酸盐,部分溶解态有机磷,吸附在悬浮物表面的磷酸盐以及一部分在酸性中可以溶解的悬浮无机磷 [如Ca3(PO4)2,FePO4]等等,统称为活性磷化合物;由于活性磷化合物主要以可溶性磷酸盐的形式存在,所以通常称为活性磷酸盐,以PO4-P表示.

其它不与酸性钼酸盐反应的统称为非活性磷化合物.

(2)有效磷

以上各种形式的磷化合物中,凡能被水生植物吸收利用的部分称为有效磷,溶解无机正磷酸盐是对各种藻类普遍有效的形式.某些藻类在一定条件下,只能利用无机多聚磷酸盐及某些有机磷酸酯类作为有效磷源.

目前一般把活性磷酸盐视作有效磷.

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二,磷的循环

1.无机循环

磷的无机循环速度很慢,其周期以109年计.火成岩受风化作用后,其中磷化合物经由岩石经土壤,河流而转入海洋.由于海水偏碱性且含大量Ca2+离子,所以多数磷又以磷酸钙形式沉积于海底.在深海沉积物中,这些磷酸盐几乎被永久封闭而不易复出.只有通过人类采掘活动或海底鱼类的食用(再经食物链)才有可能少量地重返陆地.而沉积在内陆海或大陆架中的磷酸盐则可通过地面隆起等地质过程再次成为新陆地的组成部分.

2.生物循环

——水生植物的吸收利用

在一切天然地表水的真光层中,大量的有效磷在水生植物生长繁殖过程中被吸收利用,构成水中磷循环的重要环节之一.

研究发现,水中活性磷的含量不仅与藻类生长繁殖有密切关系,而且对水产动物的增养殖也有密切关系.Toor,H. S.(1983)发现,当PO4-P从0.08到0.12mg/L时,鲤鱼孵化率从48%增达到88%.但当浓度大于0.12 mg/L时,孵化率下降,成活率与孵化率也有明显的趋势.据认为,在高PO4-P时,由于磷酸盐干扰细胞分化和形态发育,幼体出现畸形,死亡率高.

——水生生物的分泌与排泄

研究表明,天然水中浮游植物在分泌出有机磷酶等有机态磷并使之重新参与磷循环方面起着重要的作用.Seder(1970)发现淡水绿藻在其分裂周期的某一特定阶段会分泌出相当数量的有机磷酸盐,而这种过程可能在自然条件下发生.kueuzler(1970)也证明海洋浮游植物可能分泌出大量的有机磷酸盐.

浮游动物排泄磷酸盐常常是有效磷的重要的再生途径.虽然细菌由于代谢和需要基质而将有机磷氧化,导致无机磷的释放.但Johnes(1965)指出,在由碎屑物质再生磷酸盐方面,原生动物的重要作用可能不亚于细菌,因为细菌与原生动物的混合种群对无机磷的再生速率大于单独细菌或无菌原生动物的再生速率,可能由于碎屑有机磷被细菌同化及细菌组织进一步被原生动物的消化比由细菌本身直接矿化更为重要;也可能由于原生动物排泄的物质能刺激细菌的生长.Harris (1955)测定浮游动物排泄磷酸盐(干重)的速率高达11 gP·mg-1·d-1.显然,排泄磷的速率随自然条件,动物的活动以及索饵状况的不同而有很大的变化.由各种食植动物排泄磷(干重)的基本速率一般为2-3 gP·mg-1·d-1.Peter(1973)指出,当系统处于稳定状态时,被浮游动物吞食的细菌和浮游植物(颗粒为0.45一30 m)的总磷中,约有54%是以P04-P的形式排泄释回水中,供细菌,浮游植物重新利用.在适当的条件下,浮游动物排泄的再生有效磷可在相当程度上满足浮游植物对磷的要求.

鱼类及其他水生生物的代谢废物内也含有磷.例如Whitledge等(1971)测定秘鲁鳀鱼排出磷(干重)的速率为90 gP·g-1·d-1.

——生物有机残体的分解矿化

在天然水中水生生物的残体以及衰老或受损的细胞由于自溶作用而释放出磷酸盐,同时因悬浮于温跃层和深层水暗处受微生物的作用而迅速地再生无机磷酸盐,从而构成水体中有效磷的重要来源.

在大多数地表水体,其沉积物为上覆水有效磷的一个巨大的潜在贮源.例如湖泊沉积物中磷的丰度比上覆水层高600倍之多(Stumm,1973),但沉积物中的磷多以Fe,Al和Ca等磷酸盐,有机态磷以及被胶粒粘土吸附固定的磷酸盐等形态存在,沉积物中的有机态磷主要来自生物有机残骸的沉积,经微生物活动及体外磷酸酶的作用而逐渐矿化.海洋沉积物的研究表明,生物残体骨骼中的固体磷酸钙再生为可溶性磷酸盐的过程中,细菌也起着重要作用;此外,沉积物被吸附的磷在一定的条件下与溶液间发生离子交换解吸作用有利于磷酸盐的再生.上述诸过程的进行有赖于环境条件,一般而言,降低pH值,出现还原性条件以及增大络合剂的浓度,有利于难溶磷酸盐的溶解.而增高pH值,好气性条件则有利于有机态磷的矿化和交换解吸.以上作用过程使沉积物间隙水中有效磷的含量增大.一旦间隙水中可溶性有效磷的浓度大于底层水中的浓度时,由于扩散作用或沉积物释放气体(如CH4),底栖动物活动以及深层水的湍流运动等的搅动,促进可溶性有效磷从沉积物向上覆水的迁移.若水体处于垂直对流的条件下,可溶性有效磷可由底层水向表层水迁移,从而影响真光层生物的产量和生长速率.显然从沉积物释放可溶性有效磷的速率受制于多种因素,但一般认为主要是通过间隙水的扩散速率控制的.水一底界面两侧的浓度梯度越大,则磷的释放速度也增大.例如有些缺氧条件下的湖底沉积物释放磷的速率变化于4.0-10.8mgP·m-3·d-1·

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三,水中磷的分布变化规律

1.水平分布

受生物活动,大陆径流,水文状况,沉积作用,人为活动等各种因素的影响,海洋中磷的含量通常也表现为沿岸,河口水域高于大洋;太平洋,印度洋高于大西洋;开阔大洋中高纬度海域高于低纬度海域;但有时因生物活动和水文条件的变化,在同一纬度上,也会出现较大的差异.

在海洋浮游植物繁盛季节,沿岸,河口水域表层海水中活性磷含量可降到很低水平(0.1μmol/L).而在某些受人为活动影响显著的海区,含磷污水等的大量排入,则可能造成水体污染,出现富营养化,甚至诱发赤潮.

大洋表层水中,DIP含量远低于沿岸区域,并且,不同区域的含量存在一定差异.在热带海洋表层水中,由于生物生产量大,DIP含量低,通常仅为0.1-0.2μmol/L,而北大西洋和印度洋表层水中DIP含量则可达2.0μmol/L.总的来说,大洋表层水中DIP分布比较均匀,变化范围一般不超过0.5-1.0μmol/L.

大洋深层水中,由北大西洋向南,经过非洲周围海域,印度洋东部到太平洋,DIP含量平稳地增加,最终富集于北太平洋深层水中.营养要素在大洋深层水中的这种分布,与大洋深水环流和海洋中营养要素的生物循环作用有关.起源于北大西洋的低温,高盐,寡营养的表层水在格陵兰附近海域沉降,形成北大西洋深层水,途经大西洋,进入印度洋,最后到达北太平洋.在深层水团这一运动过程中,不断地接受上层沉降颗粒物质分解释放的营养要素,故营养盐不断得以富集.大洋2000m深处水中DIP含量由北大西洋1.2μmol/L逐渐升高到北太平洋的3.0μmol/L.

2.垂直分布

在大洋真光层,由于海洋浮游生物大量吸收磷,致使有效磷含量很低,有时甚至被消耗殆尽.在微生物的参与下,生物新陈代谢过程的排泄物和死亡后的残体在向深层沉降的过程中会有一部分重新转化为溶解态无机磷,释放回水中.因而随深度的增大,其含量逐渐增大,并在某一深度达到最大值,此后不再随深度而变化.在不同的大洋深处,其溶解态无机磷含量也有所差别,如印度洋=太平洋>大西洋.在河口,近岸地区,磷的垂直分布明显受生物活动,底质条件与水文状况的影响.在上升流海区,由于富含磷的深层水的涌升,该区溶解态无机磷的含量明显增加.

3.季节变化

磷的季节变化规律与无机氮相类似.中纬度(温带)海区和近岸浅海海区的季节变化较为明显,而且与海洋浮游植物生物量的消长有明显的关系,反映了生命过程的消长.夏季浮游植物繁盛期间,有效磷被大量消耗,加上温跃层的存在,妨碍了上下层海水的混合,有效磷的含量,尤其是其在表层的含量降至很低.进入秋季后,浮游植物繁殖速率下降,生物残体中的有机氮化合物逐步被微生物矿化分解,加上水体混合作用,其含量逐渐上升并积累起来.到冬季,表层和底层水中有效磷含量都达到最大值.春季,浮游植物生长又开始进入繁盛期,海水有效磷含量再次下降.

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四,磷肥的施用

1.常用磷肥及其特点

磷肥大体上可分为可溶性磷肥和难溶性磷肥两大类十多个品种,水产养殖中所用的多为可溶性磷肥,最常用的是过磷酸钙.

常用磷肥及其特点

肥料           名称          主要成份 分 子 式           含氮量(%)                  一般特征

过磷酸钙    (普钙)    Ca(H2PO4)2 +

                               CaSO4·2H2O                          16-20
                                                用62%硫酸分解磷矿粉并熟化制得.水溶性,速效,常含游离酸,呈酸性,含多量石膏(CaSO4·2H2O)

重过磷酸钙 (重钙)     Ca(H2PO4)2                         40-50

                                                                 用硫酸分解磷矿粉制得.水溶性,速效,常含游离酸,呈酸性,不含石膏

                 氨化普钙       CaHPO4+

                                     NH4H2PO4                         13-20

                                                                 由普钙加氨水中和制得,水溶性,不含游离酸,含2-3%的氨态氮,呈中性,速效

                  安福粉     (NH4)2HPO4+

                                      NH4H2PO4                            30

                                                             用硫酸分解磷矿粉,分离出磷酸再用氨水中和制得.水溶性,速效,含氮量为18%

磷酸二氢钾                       KH2PO4                               52

                                                                    用氢氧化钾或碳酸钾与磷酸中和制得.水溶性,速效,碱性,含钾30%

2.施用磷肥的注意事项

(1)有效磷的含量

——研究表明,按浮游植物吸收速率计算出的养殖池塘水中有效磷浓度应保持不低于46 gP/L.实际上在发表的诸多论文和报告中,认为有效磷的临界值为20-50 g/L,而多数认为水中的总磷应大于100 gP/L,有效磷在40-50 gP/L为最佳,可得到最令人满意的初级生产速率及产量.

(2)磷肥种类的选择

——在池塘养殖中施用磷肥多用于改良水质,提高并维持表层水的有效磷含量,所以在选用磷肥时,一定要选可溶性磷肥.

(3)施用磷肥的注意事项

施用磷肥时,池水的pH值以中性和弱碱性为好(pH=7.0-7.5).若池水的pH值过高(8.5以上),应将磷肥溶解后,调节其pH值使之呈强酸性后方可施用,以减少磷肥的损失.

当大风过后或刚注入新水,池水过于混浊,粘土粒子很多时,不宜施磷肥,以减少吸附固定损失.若为了澄清水质,应另当别论,多耗用一些磷肥可促进悬浮物絮凝沉淀,促进浮游植物增殖.

磷肥不应与石灰等碱性物质一起溶解使用.施用生石灰后,至少应隔10-15天才能施磷肥,否则水中钙离子(Ca2+)浓度大,pH值高,有效磷易生成钙盐沉淀造成损失.

磷肥最好能与有机肥一起沤制后使用,此时有机物多,会生成一些可溶性络合物,使有效磷被吸附沉淀的机会减少,有利于提高肥效.

为使施入的磷肥能在表层水中停留较长时间,以便及时被浮游植物所利用,施肥应选在晴天光照充足的上午进行.也可采用一些特殊的施肥方法,如挂袋,挂罐等,使肥料缓慢释放提高肥效.

使用磷肥时应控制适宜的氮磷比.大量试验证明,当水中有效氮和磷的绝对浓度大于各自最适的施肥指标时,只会浪费一种肥料,而不会增加初级生产速率和产量.施肥时,控制适宜的氮磷比值为6-7.

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第四节 硅元素及其循环

一,硅的存在形式

水中硅主要以溶解硅酸盐和悬浮二氧化硅两种形式存在.

(1)溶解硅酸盐

——硅酸是一种多元弱酸,在水溶液中存在下列平衡:

当水pH为7.8-8.3时,约5%的溶解硅以H3SiO4-形式存在.通常把可通过0.1-0.5μm微孔滤膜,并可用硅钼黄比色法测定的低聚合度溶解硅酸等称为"活性硅酸盐",这部分硅酸盐易于被硅藻吸收.

(2)二氧化硅

——硅酸脱水之后转化成为十分稳定的硅石(SiO2):

二,硅的循环

水中硅的循环主要受植物的吸收利用,硅酸盐的沉淀溶解平衡等因素的影响.在春季,因浮游植物迅速繁殖而被吸收,使海水中的硅被消耗;在夏,秋季,植物生长减慢时,海水中的硅有一定回升;临近冬季时,生物死亡,其残体缓慢下沉,随着深层回升压力增加,有利于颗粒硅的再溶解作用,又缓慢释放出部分溶解硅.最后,未溶解的硅下沉到海底,加入硅质沉积中,经过漫长的地质年代后,可重新通过地质循环进入海洋.

三,硅的分布变化规律

1.水平分布

受生物活动,大陆径流,水文状况,沉积作用,人为活动等各种因素的影响,海洋中硅的水平分布通常表现为沿岸,河口水域的含量高于大洋,太平洋,印度洋高于大西洋.开阔大洋中高纬度海域高于低纬度海域.但有时因生物活动和水文条件的变化,在同一纬度上,也会出现较大的差异.

2.垂直分布

在大洋真光层,由于海洋浮游生物大量吸收溶解硅酸盐,致使溶解硅酸盐含量很低,有时甚至被消耗殆尽.在微生物的参与下,生物新陈代谢过程的排泄物和死亡后的残体在向深层沉降的过程中会有一部分重新转化为溶解硅酸盐,释放回水中.水中因而随深度的增大,其含量逐渐增大,并在某一深度达到最大值,此后不再随深度而变化.在不同的大洋深处,其溶解硅酸盐含量也有所差别,如太平洋和印度洋的深层水中含量比大西洋深层水高得多.

3.季节变化

主要表现在海洋浮游植物繁盛季节,尽管溶解硅被大量消耗,但其在海水中的含量仍保持一定水平,而不象N,P那样可降低至未检出.这是因为每年有相当大量的含硅物质由陆地径流和风带入海洋,使海水中溶解硅得以补充.有人估计,每年补充到海洋的溶解硅总量约相当于3.24×108tSiO2.其中,由河流携带入海洋的悬浮物质是决定海水中硅含量的主要因素.

四,水中有效硅的含量

各国渔业用水标准中,都没有规定有效硅的指标.一般淡水水体内,硅,特别是胶体及悬浮态硅的含量较高,因此,人们通常都认为硅不是限制性营养物质.不过,在其它营养物质供给充足,形成硅藻水花时,若表水层硅补给不及时,硅也会成为限制性营养物质.

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第五节 其它营养元素

一,铜

铜是所有藻类所必需的元素,动植物新陈代谢必不可少的元素,铜参与生物体内的氧化还原反应,构成铜蛋白,参与光合作用,促进蛋白质的合成等.铜在有些生物,特别是软体动物,甲壳动物体内存在较多,如牡蛎中铜的含量可达600-3000mg/L.这些生物的血液内含有血蓝素,使血呈现淡灰青色.而血蓝素是含铜的蛋白质,血液中铜含量和呼吸强度有很大的关系.例如,活动较为剧烈的章鱼血液中铜的含量比蟹高等.

铜可能来源于许多工业废水的排放,还可能来自输水管道,热交换器等含铜设备中铜的溶解,还有人在水中加入铜盐以抑制藻类的生长,用铜的有机,无机化合物进行农药喷洒等,这些都构成了水中铜的来源.一般情况下,河水中铜的浓度较低,这是由于铜与氧化物共沉淀或吸附于矿物表面所致.

二,铁

铁是动植物新陈代谢中的一个基本元素,是叶绿素合成所必需的元素,是许多酶的组成成分和活化剂.铁参与光合作用,生物固氮作用,呼吸作用等.海水中的铁与某些海洋动物的生长也有直接关系.例如在氢氧化铁胶团凝聚形成粘性软泥沉积于浅海海底时,此时的水域环境正适于幼虾的生长繁殖.据试验,分别把对虾蚤状幼体(I期)培养在0.404mgFe/L的海水和无铁海水中,在同样条件下饲养,经两天后含铁海水中对下幼体大部分存活,而无铁海水中的对虾幼体则全部死亡.

铁是地球外壳中含量占第二位的金属元素,但通常在水中的溶解度较小.水中铁的存在受环境条件的极大影响,尤其是随氧化-还原强度和程度的变化而变化.生物圈的活动对水中的铁的存在有强烈影响.有些微生物参加了铁的氧化和还原反应,如噬铁菌等.

地下水中常见的是Fe2+,在水中的溶解度较大.据报道在pH6-8间地下水中Fe2+的浓度可达到50mg/L.而通常情况下,水中铁浓度在1.0-10mg/l之间.Fe2+能被水中的溶解氧氧化为Fe3+,在pH大于5时,Fe3+的溶解度很小,能很快生成Fe(OH)3褐色沉淀.这个机理可以很好地解释这样一个现象,当水刚从井中抽出时,这类水一般是清洁的,但很快就变浑浊了,最后由于Fe(OH)3

我爱养大虾虾

真的要慢慢看才可以啊

oscar

看得有点头晕脑胀的，不过无疑是好东西，慢慢看，有收获

、、、随意

Janenac 发表于 2012-5-31 16:42
第三节 天然水环境主要物理性质一,天然水的光学特性1.水对太阳光的反射一束太阳辐射,以一定入射角直接射到平 ...

这都是自己搭上去的吗

haoye520

顶  我觉得水化学和水生生态学 是我们水产人一定要学的东西

Tankee

好东西，慢慢看

apldwf

{:soso_e179:}

apldwf

{:soso_e183:}{:soso_e181:}

apldwf

还有后续吗

辉洒人生

楼主这是哪个版本的书啊

178017204

水产入门必修课！

一片云

有时间是要好好再看看这些了

octopusking

学习学习学习