对虾养殖过程中硫化物的控制技术

　　虾病暴发和水质恶化之间存在一定的联系，其中硫化物是水质恶化最重要的污染指标之一

　　□文 诺维信生物公司 耿英慧

    近年来，我国对虾养殖业蓬勃发展，高度集约化的养殖模式，为养殖水环境改良和病害防治提出了严峻的挑战。虾病暴发和水质恶化之间存在一定的联系，其中硫化物是水质恶化最重要的污染指标之一，本文的目的是希望广大养殖业者在关注亚硝酸氮、氨氮、pH值等水质指标的同时，更要关注硫化物，尽量消除或者减少硫化物产生的危害，健康养虾。

　　一、硫化物的来源

    对虾养殖水体的硫化物生成主要有两个途径：
    1、硫素矿化作用
    饲料残渣、粪便以及死亡细菌、藻类和动物残体中含硫有机物如蛋白质、含硫氨基酸等在异养微生物作用下，分解成简单硫化物的过程就是硫素矿化作用。矿化后的产物包括了其它无机态硫，若水体溶解氧缺乏，产生量最大的还是H2S，故在此过程中没有专一性微生物参与，池塘水体或者底泥中的土著微生物或者我们使用的外源微生物（微生物制剂）都会参与这个过程。
    2、反硫化作用
    厌氧环境下，养殖水体中的硫酸盐，在硫酸盐还原菌的参与下形成H2S的过程，同时以C3和C4脂肪酸、挥发性脂肪酸以及醇类如乳酸盐，丙酸盐等作为碳源和电子供体，参与此过程的微生物主要是专性厌氧的硫酸盐还原菌（Sulfate Reducing  Bacteria，简称为SRB），如脱硫弧菌属（Desulfovibrio），脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)，脱硫单胞菌属(Desulfomonas)，此外个别的芽孢杆菌、假单胞菌、酵母等也可进行硫酸盐的还原。
    在精养虾塘中下层水体和底泥中，残饵、排泄物以及动植物残骸会不断积累，易造成水体或者底部有机质含量过高，这些有机污染物分解时，矿化成硫酸盐（好氧）和硫化物（厌氧），同时也消耗大量溶解氧，这在客观上为硫化物的生成创造了还原性环境，促进了硫化物的生成。

　　二、硫化物的危害

    通常硫化物是以H2S，HS-，S2-三种形态存在于养殖水体中，而且三种形态的比例主要取决于水体的pH值，当 pH小于5时，几乎(99%左右)以H2S存在，大于9时基本(98%左右)以HS-存在，硫化物随着pH值的下降毒性增强。硫化物对虾类的毒性很强，可能是通过鳃表面粘膜与组织(Na+)或血液中（Cu2+）的化学离子结合形成具有强烈刺激作用的物质，抑制了某些酶化反应从而产生毒害。李建等研究表明硫化氢对日本对虾蚤状幼体，糠虾幼体和仔虾的安全浓度（mg/L）分别是0.043、0.055、0.0705；Affonoso等也曾经报道，日本对虾在硫化氢0.1mg/L时虾体容易失去平衡，甚至死亡；海水中0.051硫化氢，4天内就可以致死50%斑节对虾；张吕平等（2002）研究表明H2S是引发集约化养殖白对虾大量死亡或病害流行的水质因子之一，其阈值是H2S≥0.1mgS/L。
    在高温季节，南美白对虾养殖中后期（40-70天）频繁发生的偷死、耗底症状，给养殖业者造成了巨大的经济损失，虽然该病暴发是多方面因素如病毒、弧菌以及水质等综合作用引起的，但我们决不能把池塘底部缺氧产生硫化物对虾造成的胁迫视而不见。
    另外，硫化氢作为强还原剂，可以影响大多数需氧微生物和藻类的正常代谢，从而弱化了水体的自净能力和外源微生物底质改良和硝化细菌等类产品的使用效果。
    所以这一切都应该引起我们对硫化物控制的足够重视。

　　三、硫化物的控制

    硫化物是高密度、大量投饵的掠夺性养殖破坏水体生态平衡和弱化水体自净能力的产物，要实现可持续发展对虾养殖业，控制硫化物生成和修复养殖环境是非常有必要的。在实际操作中养殖者可以通过创造水体氧化性环境、池塘底部改良和生物强化技术来控制养殖水体中的硫化物。
    1．创造水体氧化性环境
    消除厌氧微生物存在的环境，减少硫酸盐还原菌的活性，从而减少硫化物生成量。
    1.1提高水中溶解氧
    氧气具有很强的氧化性，调查表明：溶解氧在0.16mg/L以上便停止形成硫化物，因此需要采取综合措施增加水体溶解氧，减少溶氧消耗因子。提高溶解氧的主要措施如下：
    （1）合理投饵
    确定科学的投饵时间和投喂量，尽量减少池内残饵量。杨庆霄等（1999）试验表明过量沉淀于池底的残饵可使池底海水的溶解氧迅速下降，24小时内由8mg/L下降到零。由此若池塘出现任何形式的缺氧现象，首先考虑到的就是减少投料。
    （2）合理配备增氧机
    增氧机对于水体混合、增氧、提高藻类光合作用和集污具有重要的作用。首先增氧机配置数量充足，有经验表明1千瓦的增氧机支持500公斤虾产量是比较理想的。其次根据池塘水深配置增氧机，对于水深超过1.5米池塘，不仅要有水车式增氧机，打破水体垂直分层，促进上层富氧水和下层缺氧水的交换，需合理配置潜水式增氧机。
    （3）保持水色稳定
    藻类的光合作用是水体溶解氧的主要提供者，因此保持水色稳定就是维持稳定的溶解氧供给。保持水色稳定，关键是维持菌藻平衡，定期使用有益菌剂，一方面要防止水变、掉清、倒藻等，另一方面防止藻类过度繁殖。
    （4）降低有机污染
    有机污染导致了水体溶解氧降低，从而加速了硫化物的形成，试验表明硫化物的生成数量与有机物量（生物耗氧量BOD）成正相关。因此要设法降低养殖水体有机污染，如加强换水，排污的高位池必要时使用絮凝剂沉淀悬浮性颗粒有机物，同时使用微生物制剂对有机物进行分解，减少耗氧因子，间接增氧。对此我们已经在封闭式虾蟹混养池塘试验证实，使用4次诺碧清生物净水剂（商品名）之后，底部溶氧比对照提高1.5mg/L以上。
    （5）泼洒增氧剂
    速效的过碳酸钠，缓释的过碳酸钙等都是常见的增氧剂，可以缓解池塘底部缺氧状况。
    1.2使用化学氧化剂
    使用颗粒型氯制剂或者维持底部高浓度的硝酸盐等，也可以改变池塘底部的氧化还原状态，但这些化学物质极易被消耗，所以维持这种状态的经济代价较高。
    2、池塘底部改良
    池塘底部是藏污纳垢的场所，是硫化物生成的主要区域，也是我们控制的重点。
    2.1彻底清除池底污泥，如不能清污，应将底泥翻耕曝晒，促使硫化氢氧化；铺沙塘底可用高压水枪冲洗沙中沉积的有机污染物和硫化物；有条件的可用地膜覆盖，阻止硫化物的渗出。
    2.2利用硫化物和某些金属离子结合成稳定沉淀物的特点，使硫化物固定，减少沉积物的毒性。在对虾养殖池塘中适当使用铁剂，提高底部活性铁的浓度，可以和硫化物形成无毒的FeS固定在底泥中或者通过排污排出养殖体系。另外，还可以用适量铜盐进行控制硫化物的产生。
    2.3控制池塘底部pH值，硫化物随着pH值的下降毒性增强。在高温季节底层水体往往存在着生成硫化物的条件，要避免底质呈酸性。对于酸性土壤池塘准备时要进行碱化处理，在养殖中后期也要防止缺氧环境下有机物发酵产生有机酸的积累。
    3、生物氧化处理
    生物氧化就是在微生物作用下，把还原态的硫化物转化成较高价态的硫或硫酸的过程。在自然界中参与生物氧化作用的微生物常见的有以下四类：
    3.1硫杆菌属（Thiobacillus）为专性或兼性自养好气细菌。
    3.2丝状硫磺菌：如贝氏硫细菌(Beggiatoa)等，兼性化能自养菌，也可异养生活，能氧化硫化氢形成硫。
    3.3光合硫细菌：绿菌科的如绿硫细菌(Chlorobium)和着色菌科的如红硫细菌（Chromatium）在厌氧光照条件下以硫化氢作电子供体，以CO2为碳源把硫化氢氧化成硫。
    3.4有些异养细菌，真菌和放线菌，如芽孢杆菌，黄杆菌，假单胞菌等在有机物存在的条件下也参与硫素氧化，但氧化过程比较缓慢，只是细胞内主要代谢途径的一种附带进行的过程，并不从氧化中获得能量。
    由于养殖水体的过度污染，水体和底泥微生物区系也必然随之发生变化，导致了水体自净能力的下降。为了改良养殖水体环境，更多的养殖业者采用生物强化技术，即利用外源微生物制剂来丰富和完善水体微生物体系。
    目前市面上微生物制剂商品林林总总，纷纭繁杂，在有些产品介绍中提及了“能去除硫化氢等有毒物质”，但是专门去除有毒硫化氢的产品并不多见。这些提及“能去除硫化氢”产品主要成分不外乎光合细菌，芽孢杆菌，乳酸菌，酵母菌等一种或者组合，现在简要梳理一下，以供同行探讨和养殖业者参考。
    （1）光合细菌：是一大类能进行光合作用的原核生物的总称，养殖业者倍感亲切，甚至很多人自己可以培养。目前市面上产品成分多为红螺菌科的红螺菌属（Rhodospirillum），红假单胞菌属(Rhodopseudomomas)等，尽管在低H2S浓度下可以利用少量的硫化氢，但是基本上更加喜欢利用有机物作为供氢体；如上所述的着色菌科，绿菌科可以利用硫化物作为供氢体，光照厌氧的生长条件将大大限制其在对虾池塘底部更好的发挥作用。
    （2）芽孢杆菌制剂：芽孢杆菌以其产酶种类多，抗逆性强，保质期长等优点成为了活菌制剂的主力军。国内有些研究表明使用芽孢杆菌制剂后与对照池塘比较，能降低养殖水体和底泥硫化物的浓度，可是据目前的了解，芽孢杆菌并不能有效的氧化硫化氢来获得能量，因此也不能在硫化物浓度很高的情况下，有效的去除硫化氢，之所以有实验池比对照池硫化物浓度低的结果，主要通过对有机污染的矿化分解，减少耗氧因子达到的，可以看作一个间接的去除过程。
    （3）复合微生物制剂：这类产品通常是以芽孢杆菌，乳酸菌，酵母菌等按照一定比例配合而成的，其功能更侧重于降低池塘的有机污染负荷，从而预防硫化氢的积累。
    （4）生物氧化剂（PondDtox）
    精养对虾过程中池塘准备，养殖早期（20-30天左右），养殖中后期（60-70天左右）是控制硫化物三个关键阶段，必要时采取生物强化措施，选用针对性强的生物制剂进行预防和处理，以免延误处理的最佳时间造成不必要的经济损失。  
    在池塘准备时，若遇到连作，清淤晒底不充分，或酸性土壤等情况，建议进水消毒后使用生物制剂浸泡处理，通过微生物的氧化，减少渗出的硫化物对虾苗的毒害。
    在养殖早期，放苗后20-30天，如果发现：①池塘水色清并且池底发现青苔或底栖藻类；②水色不稳定，水色多变；③池底有死亡藻体或者池底发黑；④酸性土壤；⑤虾摄食不好；⑥虾生长很慢，并且有些变形；⑦有些虾发现体色变红或者死亡等情形；在中后期，放苗后60-70天，同样如果遇到：①水色很浓，并且有时倒藻；②出水口水发黑且有很浓的臭味（臭鸡蛋味）；③在底泥处发现有气泡溢出；④虾摄食不旺甚至减料；⑤生长缓慢，在早上不肯摄食；⑥腮呈现黑，红，紫色；⑦早上虾体发红，甚至在底泥上发现死虾；⑧壳上发现黑斑等情形，建议首先考虑使用针对性强的生物制剂来消除硫化物的危害，因为藻类死亡，过度投饵等都会存在产生硫化物的可能。即使没有上述的情形发生，我们也建议在上述两个关键阶段进行预防处理，把硫化物控制在安全范围之内。
    总之，硫化物是对虾养殖中重要的污染因子，加强硫化物的控制理念应贯彻始终，采取多种措施确保硫化物不超标，在关键阶段恰当的采取生物强化技术进行预防处理，保持良好的水质环境，减少病害诱发因素，促进对虾健康生长。