林文輝老師詳談池塘里的那些事兒

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　　池塘里的那些事兒（20）

　　
　　pH的管理（9）
　　
　　pH的控制
　　
　　pH調(diào)節(jié)是對(duì)水質(zhì)屬性本身的調(diào)節(jié)。而pH的控制是對(duì)給定pH原點(diǎn)水體pH的晝夜變化幅度和走向（偏離原點(diǎn)）進(jìn)行干預(yù)。
　　
　　引起池塘水體pH變化的原因是水體中生物活動(dòng)（呼吸作用和光合作用）導(dǎo)致溶解的無(wú)機(jī)碳（DIC，包括游離二氧化碳、碳酸氫根和碳酸根）濃度變化所造成的。
　　
　　池塘中生物的呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳不是只以游離二氧化碳的形式存在，而是水合后按比例轉(zhuǎn)化成各種無(wú)機(jī)碳：
　　
　　CO2 + H2O—>H2CO3—>H + HCO3—>2H + CO3
　　
　　也就是說(shuō)，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳不只是停留在游離二氧化碳狀態(tài)，而是表現(xiàn)為DIC的增加。
　　
　　同樣，光合作用也不是只利用水體中的游離二氧化碳，當(dāng)光合作用造成水體中游離二氧化碳濃度降低時(shí)，碳酸氫根水解產(chǎn)生游離二氧化碳來(lái)補(bǔ)充：
　　
　　2HCO3—>CO2 + CO3 + H2O
　　
　　也就是說(shuō)，光合作用不只是引起游離二氧化碳濃度降低，而是表現(xiàn)為DIC的減少。
　　
　　要了解pH二十四小時(shí)變化這一過(guò)程，必須了解溶解的無(wú)機(jī)碳（DIC）和總堿度（TA）以及pH（即氫離子濃度H）之間的關(guān)系。
　　
　�。跠IC］是溶解的無(wú)機(jī)碳的總和，即
　　
　�。跠IC］=［CO2+H2CO3］+［HCO3］+［CO3］
　　
　　用碳酸氫根表示：
　　
　�。跠IC］=［HCO3］（［H］^2 +［H］k1 + k1k2）/（［H］k1）
　　
　　則有
　　
　�。跦CO3］=［DIC］［H］k1/（［H］^2 +［H］k1 + k1k2）……（14）
　　
　　用碳酸根表示：
　　
　�。跠IC］=［CO3］（［H］^2 + ［H］k1 + k1k2）/（k1k2）
　　
　　則有
　　
　　［CO3］=［DIC］k1k2/（［H］^2 + ［H］k1 + k1k2）……（15）
　　
　　將方程（14）和（15）代入
　　
　�。跿A］=［HCO3］+ 2［CO3］+ kW/［H］-［H］
　　
　　即可得總堿度與溶解無(wú)機(jī)碳和氫離子（即pH）之間的關(guān)系：
　　
　�。跿A］=［DIC］（［H］k1 + 2k1k2）/（［H］^2 +［H］k1 + k1k2）+ kW/［H］- ［H］……（16）
　　
　　池塘的生物呼吸可以看成是24小時(shí)連續(xù)進(jìn)行的，而光合作用則是隨著白天太陽(yáng)輻射增加而增加。當(dāng)呼吸作用大于光合作用時(shí)（夜間），DIC增加，當(dāng)光合作用大于呼吸作用時(shí)（白天）DIC減少。
　　
　　如果能通過(guò)飼料或動(dòng)保產(chǎn)品投入量以及光合作用效率了解池塘24中DIC的最大值和最小值，就可以通過(guò)方程（16）計(jì)算出pH的最低值和最高值，即pH的變化幅度。

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　　池塘里的那些事兒（21）

　　
　　pH的管理（10）
　　
　　pH的控制
　　
　　鈣的緩沖作用。
　　
　　碳酸鈣的溶解度很小，因此，在適應(yīng)于水產(chǎn)養(yǎng)殖的pH范圍內(nèi)，八大離子中只有碳酸鈣會(huì)隨著pH的變化而發(fā)生沉淀與溶解。
　　
　　Ca（HCO3）2 <—> CO2 + H2O + CaCO3
　　
　　當(dāng)［Ca］［CO3］> kSPCaCO3時(shí)，碳酸鈣發(fā)生沉淀。一摩爾碳酸鈣的沉淀導(dǎo)致導(dǎo)致一摩爾鈣離子和兩摩爾堿度的流失。
　　
　　因此，池塘中隨著DIC的減少（光合作用），pH的變化有兩種模式：第一種是DIC的減少無(wú)碳酸鈣沉淀，總堿度、總硬度不變；第二種是DIC的減少伴隨著碳酸鈣沉淀，總堿度、總硬度同時(shí)等量降低。
　　
　　前者pH變化比較激烈，后者pH變化比較溫和，這就是碳酸鈣的緩沖作用。
　　
　　假設(shè)池塘每分鐘每平方米的光合作用對(duì)二氧化碳的消耗是x摩爾，每立方米水體呼吸所產(chǎn)生的二氧化碳是y摩爾，池塘的深度是d米。
　　
　　則水體中DIC的凈變化速度（n，摩爾/升）為：
　　
　　n = y - x/d ……（17）
　　
　　當(dāng)n>0時(shí)，呼吸作用大于光合作用，DIC上升；當(dāng)n<0時(shí)，光合作用大于呼吸作用，DIC減少。
　　
　　假設(shè)水體中［Ca］［CO3］= Q（稱為離子積），當(dāng)Q<=kSPCaCO3時(shí)，沒(méi)有碳酸鈣沉淀，當(dāng)Q>kSPCaCO3時(shí)，發(fā)生碳酸鈣沉淀，且DIC每減少 n摩爾/升，伴隨著 m 摩爾/升的碳酸鈣沉淀。因此，方程（16）可描述為：
　　
　�。跿A］- 2m =（［DIC］+ n - m）（［H］k1 + 2k1k2）/（［H］^2 + ［H］k1 + k1k2）+ kW/［H］- ［H］……（18）
　　
　　當(dāng)Q<=kSPCaCO3時(shí)，m=0（回歸方程16）；當(dāng)Q>kRPCaCO3時(shí)，m>0。
　　
　　m與n的關(guān)系：
　　
　　kSPCaCO3 = （［Ca］- m）（［DIC］+ n - m）k1k2/（［H］^2 +［H］k1 + k1k2）……（19）
　　
　　對(duì)于光合作用相同的池塘水體，DIC含量越高，pH變化越��；同樣，從方程（17）可以看出，光合作用相同的情況下，水越深，pH變化也越小。
　　
　　因此，可以通過(guò)提高堿度（即提高DIC濃度）和鈣離子濃度，或加大水深來(lái)達(dá)到即有效地提高光合作用效率，又將pH的變化幅度控制在理想范圍內(nèi)。

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　　池塘里的那些事兒（22）

　　
　　pH的管理（11）
　　
　　養(yǎng)殖前期培水期間pH持續(xù)上升以至于不適合于放苗的情況是很常見(jiàn)的。但這種現(xiàn)象的背后，有多種原因。最常見(jiàn)的是藻類生長(zhǎng)過(guò)快引起的；第二種是堿度不足引起的；第三種是水體太淺引起的；第四種水源屬性引起的；第五種是池塘土壤引起的。
　　
　　第一種情況。
　　
　　大多數(shù)池塘養(yǎng)殖回水后培水前都會(huì)進(jìn)行消毒處理，此時(shí)水中微生物大部分被殺滅，活性很低。培水的肥料中主要成分是藻類的營(yíng)養(yǎng)素，因此，藻類長(zhǎng)得快而微生物長(zhǎng)得慢，二氧化碳的消耗遠(yuǎn)大于二氧化碳的補(bǔ)充，所以pH不斷升高。
　　
　　一般情況下，培水前期pH上升的幅度大的情況發(fā)生概率地膜池和水泥池要比土池嚴(yán)重得多。這是由于池塘土壤干燥期間土壤間隙中含有氧氣，回水后土壤中好氧細(xì)菌分解土壤有機(jī)物，產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳分解土壤中的碳酸鈣，形成堿度擴(kuò)散到水中，因此具有一定的緩沖作用。
　　
　　對(duì)于地膜池和水泥池，早期培水要適當(dāng)增加有機(jī)物質(zhì)含量，以維持一定的微生物呼吸作用，或適當(dāng)控制氮或磷，使藻類光合作用產(chǎn)物不能全部用于生長(zhǎng)繁殖，迫使藻類將部分光合作用的產(chǎn)物以分泌物的形式釋放到水環(huán)境中，促進(jìn)水體中的微生物生長(zhǎng)。
　　
　　養(yǎng)殖戶不要追求“快速培藻”的肥料，培藻速度越快，不僅pH向上漂移（持續(xù)升高）的問(wèn)題就會(huì)越嚴(yán)重，也容易倒藻和產(chǎn)生藻毒素。理智的選擇應(yīng)該是緩釋肥料，使藻類略為緩慢，但穩(wěn)定生長(zhǎng)，同時(shí)使原生動(dòng)物和浮游動(dòng)物能同時(shí)跟上，才能建立穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。
　　
　　第二種情況。
　　
　　堿度偏低的水體（D區(qū)），水體缺乏碳酸緩沖能力。這種水體藻類生長(zhǎng)并不快，與第一種情況相比，藻類密度要低得多。
　　
　　這種池塘肥水前需要調(diào)節(jié)堿度，提高水體得的緩沖能力。如果已經(jīng)放苗，此時(shí)如果要使用石灰處理，必須在凌晨和早上。另外，由于藻類生長(zhǎng)不是很快，水體中可能還有氨氮，因此石灰一次的用量不能太高。
　　
　　第三種情況。
　　
　　有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，前期水淺有利于水溫的回升，因而可以提高對(duì)蝦的生長(zhǎng)速度。但是，也應(yīng)該明白，水淺不僅pH變化大，晝夜溫差也大，溶解氧也可能嚴(yán)重過(guò)飽和而導(dǎo)致氣泡病。也就是說(shuō)，對(duì)于抵抗環(huán)境變化能力還比較差的幼苗來(lái)說(shuō)，水太淺死得也快。
　　
　　兩害相權(quán)取其輕。水的深度首先必須考慮蝦苗的生存，其次再考慮生長(zhǎng)。如果連成活都成問(wèn)題，考慮生長(zhǎng)速度就沒(méi)有任何意義。
　　
　　第四種情況。
　　
　　有些池塘是用地下水灌注的，這種地下水的屬性本身的pH比較高，但由于受到有機(jī)物質(zhì)的污染而含有大量的二氧化碳，導(dǎo)致二氧化碳過(guò)飽和（［CO2］>>pCO2k0）。剛抽上來(lái)的井水pH并不高，但當(dāng)這些井水的二氧化碳擴(kuò)散到與大氣平衡之后，pH就會(huì)上升。
　　
　　這種上升幅度可能超過(guò) 1 個(gè)pH單位。如果剛抽上來(lái)的水體pH偏“低”，養(yǎng)殖戶再使用石灰處理，有可能“雪上加霜”。
　　
　　第五種情況。
　　
　　有些池塘底部土壤是鹽堿土壤，經(jīng)過(guò)幾年養(yǎng)殖漂洗，pH已經(jīng)正常。當(dāng)池塘在干塘修復(fù)，重新推塘?xí)r挖得太深，把表面已經(jīng)漂洗的土壤挖掉，造成鹽堿土壤裸露。當(dāng)池塘回水后，土壤中鈉的交換導(dǎo)致水體pH上升。
　　
　　這種交換也導(dǎo)致水體中鈣離子被大量消耗，有可能導(dǎo)致水體嚴(yán)重缺鈣。
　　
　　一種現(xiàn)象，往往有多種原因。因此，要正確診斷，搞清楚問(wèn)題所在，才能有效預(yù)防與處理。

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　　池塘里的那些事兒（23）

　　
　　pH的管理（12）
　　
　　經(jīng)常碰到一種現(xiàn)象，計(jì)算出來(lái)的pH原點(diǎn)只有不到8.3，白天水體的pH可高達(dá)10以上，溶解氧甚至超過(guò)24mg/l，雖然藻類比較濃，但夜間呼吸量并不大，早晨的溶解氧還保持幾乎200%過(guò)飽和，pH也還在9以上。
　　
　　按傳統(tǒng)說(shuō)法，藻類白天光合作用產(chǎn)氧，夜間呼吸作用耗氧。藻類濃會(huì)造成清晨溶解氧不足。如果溶解氧被消耗，必然產(chǎn)生相應(yīng)的二氧化碳，pH應(yīng)該降到原點(diǎn)以下。
　　
　　很明顯，高pH的情況下，呼吸受到抑制（堿中毒）！
　　
　　按道理，不同生物堿中毒的條件是不同的。按照研究鹽堿地的華東水產(chǎn)研究所有關(guān)研究人員的說(shuō)法，引起堿中毒的條件不是總堿度的高低，而是［CO3］/［HCO3］的比值。
　　
　　根據(jù)他們的研究，［CO3］/［HCO3］> 0.5 就會(huì)引起堿中毒。根據(jù)碳酸氫根離解方程：
　　
　　k2 =［CO3］［H］/［HCO3］，有：
　　
　�。跜O3］/［HCO3］= k2/［H］> 0.5
　　
　　即［H］< 2k2 或pH >（pk2 - 0.301）即可引起堿中毒。
　　
　　上網(wǎng)查查有關(guān)堿中毒的相關(guān)知識(shí)。經(jīng)�？梢钥吹健兜脱�鉀合并堿中毒》這樣的話題：
　　
　　《低血鉀合并堿中毒的機(jī)理有：
　　
　　1、血清K下降時(shí)，腎小管上皮細(xì)胞排K相應(yīng)減少而排H增加，氫-鈉交換增加，因而換回Na、HCO3增加，從而引起堿中毒。此時(shí)的代謝性堿中毒，不像一般堿中毒時(shí)排堿性尿，它卻排酸性尿，稱為反常酸性尿。
　　
　　2、血清鉀下降時(shí)，由于離子交換，K移至細(xì)胞外以補(bǔ)充細(xì)胞外液的K，而H則進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞外HCO3增加，導(dǎo)致代謝性堿中毒�！罚ㄕ�自網(wǎng)絡(luò)）
　　
　　很明顯，無(wú)論堿度高低，高pH就會(huì)引起堿中毒。當(dāng)然，高堿度，往往伴隨著高pH，所以高堿度更容易引起堿中毒。另外，低鉀也會(huì)引起堿中毒。如果高堿度、高pH又伴隨著低鉀，無(wú)異于雪上加霜。
　　
　　因此，在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)中，一方面，必須采取措施將pH降低到（pk2 - 0.301）以下才能解除水體的呼吸抑制，否則想通過(guò)補(bǔ)充碳源促進(jìn)微生物呼吸降低pH是徒勞的。另一方面，一般高堿度、高pH的水體大多數(shù)都是碳酸氫鈉型，鈉離子濃度偏高，容易引起鈉/鉀比例失調(diào)。根據(jù)上述說(shuō)法，補(bǔ)鉀應(yīng)該可以緩解養(yǎng)殖動(dòng)物甚至微生物的堿中毒。

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　　池塘里的那些事兒（24）

　　
　　pH的管理（13）
　　
　　養(yǎng)殖周期內(nèi)日均pH的一般變化規(guī)律。
　　
　　池塘pH除了晝夜周期性變化外，從回水的那一天開始，整個(gè)養(yǎng)殖周期中，日平均pH也有一個(gè)大的周期性變化。要了解這個(gè)大的周期性變化，必須了解池塘二氧化碳的消長(zhǎng)規(guī)律。
　　
　　池塘中產(chǎn)生的二氧化碳主要來(lái)自：外源飼料輸入量（養(yǎng)殖動(dòng)物和微生物）以及內(nèi)源浮游生物對(duì)藻類的消費(fèi)量和藻類光合作用產(chǎn)物的分泌量（胞外分泌物）。二氧化碳的消費(fèi)幾乎完全是光合作用。
　　
　　在整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中，除前期的培藻期間外，光合作用可以認(rèn)為是相對(duì)穩(wěn)定的，而飼料的投入量是持續(xù)增加的。因此，池塘pH的變化也呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。
　　
　　池塘回水后，由于消毒殺菌，微生物、原生動(dòng)物很少，而施肥后在藻類大量繁殖起來(lái)之前，水體的pH接近其原點(diǎn)。
　　
　　隨著施肥后藻類生長(zhǎng)很快，新生長(zhǎng)的藻類95%以上的光合作用產(chǎn)物都用于自我繁殖，因此，二氧化碳的消費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二氧化碳的產(chǎn)生，水體中二氧化碳嚴(yán)重缺乏，由于空氣中的二氧化碳濃度很低，靠空氣擴(kuò)散難以平衡水體的缺失的二氧化碳，因此，這一階段pH快速上升，晝夜變化曲線向原點(diǎn)上方漂移。
　　
　　當(dāng)水體中原生動(dòng)物、浮游動(dòng)物開始繁殖起來(lái)，部分藻類被消費(fèi)，pH上升速度開始減慢。
　　
　　當(dāng)放入種苗、控水魚類（如花白鰱）浮游動(dòng)物被控制，藻類和濾食生物之間相對(duì)平衡，加上藻類經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生長(zhǎng)繁殖，水體營(yíng)養(yǎng)素水平有所降低，藻類胞外分泌物有所增加，微生物密度相應(yīng)增加，pH不再升高，這段期間是整個(gè)池塘水體pH最高的階段。
　　
　　隨著養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)，飼料投入量持續(xù)增加，水體中二氧化碳的產(chǎn)量也持續(xù)增加，因而pH緩慢回落。
　　
　　在夏末初秋期間，飼料投入量最大，pH也最低。
　　
　　隨著晚秋的到來(lái)，水溫降低，飼料投入量減少，但晚秋晴朗的光照強(qiáng)烈，pH再度回升。
　　
　　也就是說(shuō)，整個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)（指一年中整個(gè)可養(yǎng)殖周期）pH變化是先快升，緩升，最高，緩降，最低，再回升。這是pH變化的一般規(guī)律。
　　
　　這期間的pH波動(dòng)，可以認(rèn)為是天氣、藻類活性以及藻類密度、浮游動(dòng)物密度、藻類胞外分泌物的波動(dòng)引起的。
　　
　　就對(duì)蝦養(yǎng)殖而言，前期pH的快速升高，也可能是EMS的原因之一。

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　　池塘里的那些事兒（25）

　　
　　pH的管理（14）
　　
　　pH原點(diǎn)。
　　
　　pH原點(diǎn)是指水體中二氧化碳濃度與大氣平衡時(shí)的pH值。是水體的自然屬性之一，它代表著水體中陽(yáng)離子和陰離子當(dāng)量的平衡度。了解pH原點(diǎn)才能對(duì)池塘pH變化是否正常做出判斷。
　　
　　例如，早上池塘水體的pH應(yīng)該低于原點(diǎn)，說(shuō)明池塘中的生物呼吸作用能補(bǔ)償前一天藻類光合作用所消耗的二氧化碳。否則表明池塘微生物活性不足或微生物活性降低。下午池塘水體的pH應(yīng)該高于原點(diǎn)，說(shuō)明藻類活性正常，否則表明藻類老化，光合作用能力降低。
　　
　　日常管理中，如果pH的晝夜變化圍繞著原點(diǎn)波動(dòng)，即日均pH位于pH原點(diǎn)，說(shuō)明藻菌處于平衡狀態(tài)；如果日均pH向原點(diǎn)上方移動(dòng)，說(shuō)明微生物活性降低，此時(shí)應(yīng)該考慮提高微生物活性；如果日均pH向原點(diǎn)下方移動(dòng)，說(shuō)明藻類在老化，此時(shí)應(yīng)該調(diào)節(jié)藻類活性。
　　
　　也就是說(shuō)，只有了解池塘的pH原點(diǎn)，才能根據(jù)早上和下午的實(shí)際檢測(cè)的pH做出判斷，并采取相應(yīng)的處理措施。
　　
　　所以，pH的管理有兩個(gè)方面，pH原點(diǎn)的調(diào)節(jié)和pH走向和幅度的控制。
　　
　　原點(diǎn)的調(diào)節(jié)是通過(guò)離子的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)（水的屬性調(diào)節(jié)本身包括了pH原點(diǎn)的調(diào)節(jié)）。原點(diǎn)偏低可通過(guò)補(bǔ)充陽(yáng)離子來(lái)提高（根據(jù)水體的離子平衡補(bǔ)充鈣或鎂或鉀或鈉）；原點(diǎn)偏高可通過(guò)補(bǔ)充陰離子來(lái)降低，但只能補(bǔ)充硫酸根或鹽酸根，不能補(bǔ)充碳酸根或碳酸氫根，因?yàn)樘妓岣�和碳酸氫根是與大氣平衡的，不可能單獨(dú)提高。
　　
　　pH的晝夜變化幅度。
　　
　　引起池塘pH變化的根源是二氧化碳的消長(zhǎng)，當(dāng)水體中二氧化碳濃度增加時(shí)候，pH降低，當(dāng)二氧化碳濃度減少時(shí)，pH上升。
　　
　　pH早晚變化小有三種情況：1、水中很少或沒(méi)有生物，既不產(chǎn)生二氧化碳，也不消耗二氧化碳；2、呼吸作用所產(chǎn)生的二氧化碳等于光合作用所消耗的二氧化碳（多云的天氣會(huì)出現(xiàn)這種狀況）；3、死水——藻類和微生物都沒(méi)有活性。
　　
　　對(duì)于池塘養(yǎng)殖而言，第一種情況是瘦水，需要培水；第二種情況是健康狀態(tài)；第三種情況是池塘生態(tài)系統(tǒng)崩潰！
　　
　　pH晝夜變化幅度大有兩個(gè)原因：1、堿度偏低（在光合作用產(chǎn)量相同的情況下，堿度越高，pH變化越�。�；2、水深太淺（水的深度直接與pH變化幅度成反比）。因此，控制pH的晝夜變化幅度可通過(guò)提高堿度和加大水深來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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　　池塘里的那些事兒（26）

　　
　　pH的管理（15）
　　
　　日均pH。
　　
　　如果系統(tǒng)穩(wěn)定，菌藻平衡，日均pH會(huì)是一條平滑的曲線。如果日均pH出現(xiàn)波動(dòng)，說(shuō)明系統(tǒng)的平衡出現(xiàn)了問(wèn)題。
　　
　　對(duì)于池塘養(yǎng)殖而言，如果池塘每天產(chǎn)生的污染量（飼料中沒(méi)有轉(zhuǎn)化為動(dòng)物肌體的部分）在池塘凈化能力的范圍內(nèi)，每天產(chǎn)生的藻類的生物量，都能由濾食生物鏈（原生動(dòng)物、浮游動(dòng)物、濾食性魚類）所消費(fèi)，日均pH也會(huì)相對(duì)穩(wěn)定。
　　
　　但是，隨著飼料投入量的增加，每天產(chǎn)生氨氮的總量也在增加，當(dāng)每天產(chǎn)生的污染量大于池塘的自凈能力、或由于天氣原因引起池塘自凈能力降低時(shí)，水體中的生態(tài)平衡可能被打破，藻菌平衡就會(huì)失調(diào)。
　　
　　其次，藻類在生長(zhǎng)過(guò)程中持續(xù)不斷吸收水體中的微量元素，這些微量元素被藻類同化后，隨著食物鏈最終以有機(jī)碎屑和動(dòng)物糞便的成分沉淀到池塘底部，導(dǎo)致水體中微量元素缺乏，進(jìn)而導(dǎo)致藻類種群發(fā)生變化。
　　
　　開始時(shí)，水體中的微量元素比較豐富，藻類種群結(jié)構(gòu)的多樣性也高。隨著微量元素的減少，物競(jìng)天擇的結(jié)果導(dǎo)致水體中的藻類種群結(jié)構(gòu)趨于單一化。
　　
　　優(yōu)勢(shì)藻類的單一化加速微量元素的消耗，藻類的繁殖速度降低，意味著光合作用產(chǎn)物沒(méi)有完全用于生長(zhǎng)，多余的光合作用產(chǎn)物被藻類作為胞外分泌物分泌到水體中。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，藻類胞外分泌物占光合作用產(chǎn)物的不足5%（初生藻類）到超過(guò)95%（老化藻類）。
　　
　　藻類胞外分泌物的增加給微生物帶來(lái)新的營(yíng)養(yǎng)素，促進(jìn)微生物密度的增加，微生物的增加反過(guò)來(lái)競(jìng)爭(zhēng)微量元素，又導(dǎo)致藻類胞外分泌物的增加！微生物密度進(jìn)一步增加。
　　
　　這個(gè)過(guò)程將導(dǎo)致日均pH明顯的降低。
　　
　　接下來(lái)就是倒藻！倒藻釋放硝酸還原酶，如果池塘中存在著硝酸，會(huì)在一夜之間產(chǎn)生大量的亞硝酸！
　　
　　從藻類胞外分泌物增加，微生物密度增加，日均pH劇降，到倒藻，亞硝酸升高的過(guò)程中，日均pH降低是一個(gè)重要警示指標(biāo)。
　　
　　如果在發(fā)現(xiàn)日均pH降低，微生物密度增加的初期，通過(guò)攪動(dòng)池塘底部，釋放微量元素，恢復(fù)藻類活性，就可以避免池塘生態(tài)系統(tǒng)惡化——倒藻和亞硝酸。

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　　池塘里的那些事兒（27）

　　pH的管理（16）
　　
　　日均pH異常。
　　
　　持續(xù)陰天會(huì)導(dǎo)致日均pH降低。這是光合作用下降，二氧化碳消耗減少引起的。
　　
　　消毒殺菌、殺蟲會(huì)導(dǎo)致日均pH上升。這是微生物、浮游動(dòng)物呼吸減少，二氧化碳產(chǎn)量下降引起的。
　　
　　反過(guò)來(lái)，殺藻導(dǎo)致日均pH陡然降低。這是由于光合作用降低的同時(shí)，死亡的藻類釋放更多的有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)，二氧化碳消耗降低而產(chǎn)生增加。
　　
　　晴天降溫會(huì)導(dǎo)致日均pH上升。這是溫度降低，微生物活性下降引起的；相反，水溫回升，微生物活性提高，日均pH會(huì)有所下降。
　　
　　雨后持續(xù)晴天日均pH會(huì)先上升后降低，這是前期藻類生長(zhǎng)生長(zhǎng)旺盛，后期藻類營(yíng)養(yǎng)失衡，活性降低，胞外分泌物增加引起的。
　　
　　換水過(guò)后也會(huì)發(fā)生類似的情形。一方面，換水補(bǔ)充微量元素，藻類活性增加，胞外分泌物減少；其次，換水導(dǎo)致有機(jī)物含量降低、微生物密度降低，呼吸作用下降，日均pH上升。隨著換水時(shí)間的延長(zhǎng)，日均pH逐漸回落。
　　
　　投餌過(guò)量，殘餌過(guò)多，微生物密度增加，也會(huì)導(dǎo)致日均pH降低。
　　
　　藻類是池塘生態(tài)系統(tǒng)能量輸入來(lái)源，是驅(qū)動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本動(dòng)力。池塘的載魚量越高，驅(qū)動(dòng)池塘生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的能量需求也越高。因此，只有生產(chǎn)力高的池塘才能取得高產(chǎn)。
　　
　　細(xì)菌（微生物）是池塘生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的還原者，是池塘生態(tài)系統(tǒng)可以持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行的關(guān)鍵因素。池塘中細(xì)菌的生物量取決于飼料投入量和藻類胞外分泌物的數(shù)量，對(duì)于中、低產(chǎn)池塘，藻類胞外分泌物可能提供了細(xì)菌的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，或?qū)Τ靥廖⑸�物密度起著主要的作用�?/font>
　　
　　藻類和細(xì)菌的活性、密度構(gòu)成了池塘生態(tài)系統(tǒng)的兩個(gè)最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)。藻類和細(xì)菌既有相生作用，如藻類為細(xì)菌提供營(yíng)養(yǎng)，細(xì)菌對(duì)有機(jī)物的礦化為藻類提供營(yíng)養(yǎng)素；同時(shí)，藻類和細(xì)菌又有相克作用，如藻類和細(xì)菌都需要某些微量元素，具有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
　　
　　由于藻類和細(xì)菌是二氧化碳消長(zhǎng)的兩個(gè)方面，在水質(zhì)參數(shù)上以pH變化的形式表現(xiàn)出來(lái)。因此，了解pH的變化規(guī)律，讀懂pH，才能對(duì)池塘生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)和演變走向洞察秋毫，及時(shí)做出判斷，科學(xué)而合理處理。讀懂了pH，自然就能對(duì)溶解氧、氨氮、亞硝酸等參數(shù)的走向做出預(yù)判。
　　
　　所以，讀懂pH，是池塘水質(zhì)管理的基礎(chǔ)。

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接下講講堿度和硬度

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　　池塘里的那些事兒（28）

　　
　　堿度和硬度
　　
　　對(duì)于池塘養(yǎng)殖水質(zhì)屬性來(lái)說(shuō)，堿度和硬度是最最關(guān)鍵的參數(shù)。遺憾的是，很多從事水產(chǎn)養(yǎng)殖的一線人員，對(duì)堿度和硬度的概念還一頭霧水。
　　
　　堿度的定義：
　　
　　《堿度是表征水體吸收質(zhì)子的能力的參數(shù)，通常用水中所含能與強(qiáng)酸定量作用的物質(zhì)總量來(lái)標(biāo)定。》
　　
　　水中堿度的形成主要是由于重碳酸鹽、碳酸鹽及氫氧化物的存在，硼酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽也會(huì)產(chǎn)生一些堿度。廢水及其他復(fù)雜體系的水體中，還含有有機(jī)堿類、金屬水解性鹽類等，均為堿度組成部分。在這些情況下，堿度就成為一種水的綜合性指標(biāo)，代表能被強(qiáng)酸滴定物質(zhì)的總和。
　　
　　堿度一般用“Alk”或“A”表示。養(yǎng)殖水體中主要堿度成份為HCO3、CO3和OH。前二者稱為碳酸鹽堿度，后者稱為羥基堿度。
　　
　　化學(xué)方程式
　　
　　各種堿度用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定時(shí)可起下列反應(yīng)：
　　
　　OH + H = H2O
　　
　　CO3 + H = HCO3
　　
　　HCO3 + H = H2O + CO2
　　
　　以上三種堿度的總和稱為總堿度（TA）。
　　
　　堿度的單位是：毫克當(dāng)量/升；或毫克碳酸鈣/升。
　　
　　兩者的關(guān)系是：1 毫克當(dāng)量/升 = 50毫克碳酸鈣/升。
　　
　　硬度的定義：
　　
　　《硬度最初是指水沉淀肥皂水化液的能力》。由于這種能力主要來(lái)自水中所含的鈣、鎂離子，所以，水的硬度一般指水中鈣和鎂的含量。
　　
　　早期檢測(cè)水體硬度是采用標(biāo)準(zhǔn)肥皂水去檢測(cè)，得到的是包含鈣和鎂的“總硬度”，目前國(guó)際上硬度的檢測(cè)則基本上是直接檢測(cè)鈣離子含量和鎂離子含量，可分別表示為鈣硬度和鎂硬度或兩者的總和——總硬度。
　　
　　水的硬度的表示方法有多種：
　　
　　德國(guó)度：每一度即相當(dāng)于每升水中含有10毫克氧化鈣；
　　
　　法國(guó)度：每一度相當(dāng)于每升水中含有10毫克碳酸鈣；
　　
　　英國(guó)度：每一度相當(dāng)于每升水中含有14毫克碳酸鈣；
　　
　　1德國(guó)度=0.35663毫克當(dāng)量數(shù)/升
　　
　　1法國(guó)度=0.19982毫克當(dāng)量數(shù)/升
　　
　　1英國(guó)度=0.28483毫克當(dāng)量數(shù)/升
　　
　　我國(guó)的法定計(jì)量單位為毫克當(dāng)量/升。水產(chǎn)養(yǎng)殖常用的計(jì)量單位為毫克碳酸鈣/升。
　　
　　鈣的原子量為40，當(dāng)量為2，所以，水中含鈣離子40毫克/升以硬度表示相當(dāng)于2毫克當(dāng)量/升，或100毫克碳酸鈣/升鈣硬度。
　　
　　鎂的原子量為24.3，當(dāng)量為2，所以，水中含鎂離子24.3毫克/升以硬度表示相當(dāng)于2毫克當(dāng)量/升，或100毫克碳酸鈣/升鎂硬度。
　　
　　例如，某水體中分別含有20毫克鈣離子/升和15毫克鎂離子/升，則可表示為（20/40）X 2 = 1 毫克當(dāng)量/升或（20/40）X 100 = 50毫克碳酸鈣/升的鈣硬度，以及（15/24.3）X 2 = 1.234毫克當(dāng)量/升或（15/24.3）X 100 = 60.73毫克碳酸鈣/升的鎂硬度。則水體的總硬度為2.234毫克當(dāng)量/升或110.73毫克碳酸鈣/升。
　　
　　很多時(shí)候，為了簡(jiǎn)化書寫，硬度的計(jì)量單位則只是標(biāo)示為毫克/升。所以，看資料、論文或化驗(yàn)人員撰寫報(bào)告時(shí)要特別細(xì)心分清楚“鈣濃度”和“鈣硬度”。雖然單位很多時(shí)候都是用“毫克/升”表示，前者表示的是“鈣離子”，后者表示的是“碳酸鈣”。
　　
　　鈣和鎂含量有四種表示法：原子數(shù)（毫摩爾/升）、電荷數(shù)（毫克當(dāng)量/升）、重量（毫克/升）以及硬度（毫克碳酸鈣/升）。
　　
　　1 毫摩爾/升鈣 = 2毫克當(dāng)量/升鈣 = 40毫克/升鈣 = 100毫克/升鈣硬度。
　　
　　同樣，1毫摩爾/升鎂 = 2毫克當(dāng)量/升鎂 = 24.3毫克/升鎂 = 100毫克/升鎂硬度。
　　
　　估計(jì)不少人會(huì)在這里暈倒！
　　
　　在工業(yè)上，以碳酸鈣濃度表示的硬度大致分為：
　　
　　0~75毫克/升：極軟水；
　　
　　75~150毫克/升：軟水；
　　
　　150~300毫克/升：中硬水；
　　
　　300~450毫克/升：硬水；
　　
　　450~700毫克/升：高硬水；
　　
　　700~1000毫克/升：超高硬水；
　　
　　>1000毫克/升：特硬水。

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　　池塘里的那些事兒（29）

　　
　　堿度和硬度的關(guān)系。
　　
　　在自然界的巖石和礦物中，最容易風(fēng)化的是碳酸巖中的碳酸鈣（主要存在于霰石、方解石、白堊、石灰?guī)r、大理石、石灰華等巖石內(nèi)，亦為動(dòng)物骨骼或外殼的主要成分）和碳酸鈣鎂（白云石）：
　　
　　雖然碳酸鈣幾乎不溶于水，但溶于酸。當(dāng)雨水和地表水溶解了空氣中的二氧化碳，并水合為碳酸，碳酸就會(huì)導(dǎo)致碳酸鈣溶解：
　　
　　CaCO3 + H2CO3 —> Ca + 2HCO3
　　
　　以及
　　
　　CaMg（CO3）2 + 2H2CO3 —> Ca + Mg + 4HCO3
　　
　　同樣，二氧化碳的水合產(chǎn)物——碳酸，也可以風(fēng)化鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石等，以及其它礦物，逐步豐富水體中的八大離子含量。
　　
　　一般情況下，普通地表水堿度和硬度相差不會(huì)太大。所以，有些報(bào)告會(huì)把堿度當(dāng)硬度，或把硬度當(dāng)堿度。因?yàn)樗鼈兊挠?jì)量單位都用“毫克碳酸鈣/升”來(lái)表示。
　　
　　基于碳酸鹽堿度的硬度分類：
　　
　　1、碳酸鹽硬度：硬度等于碳酸鹽堿度的部分，可以認(rèn)為都是碳酸鹽硬度。當(dāng)加熱時(shí)，碳酸氫鈣分解，形成碳酸鈣沉淀，可以從水中除去。因此，碳酸鹽硬度也稱為暫時(shí)硬度。
　　
　　2、非碳酸鹽硬度：硬度大于碳酸鹽堿度時(shí)，水中除了碳酸鹽硬度外，還存在著硫酸鹽或鹽酸鹽硬度。這部分硬度通過(guò)加熱不能除掉。因此，非碳酸鹽硬度也稱為永久硬度。
　　
　　3、負(fù)硬度：硬度小于碳酸鹽堿度的部分，此時(shí)水體中的硬度都是碳酸鹽硬度。大于硬度的那一部分碳酸鹽堿度稱為負(fù)硬度，即碳酸鉀、碳酸鈉或碳酸氫鉀、碳酸氫鈉。
　　
　　堿度和硬度偏離的原因往往是與不良土壤或礦物接觸的后果。如與鹽堿地接觸導(dǎo)致堿度升高、硬度降低；而與酸性硫酸鹽土壤接觸導(dǎo)致硬度升高、堿度降低。

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　　池塘里的那些事兒（30）

　　
　　鈣硬度、鎂硬度與堿度的關(guān)系。
　　
　　如果我們往沒(méi)有堿度和硬度的蒸餾水里添加氧化鈣（生石灰），堿度和硬度就會(huì)等量升高，pH也會(huì)升高，水體中的離子平衡為：
　　
　�。跦 + 2［Ca］=［HCO3］+ 2［CO3］+［OH］
　　
　　當(dāng)鈣濃度和碳酸根濃度的乘積達(dá)到碳酸鈣沉淀點(diǎn)時(shí)：
　　
　　［Ca］［CO3］= kSPCaCO3
　　
　　水中的堿度和硬度達(dá)到最高。也就是說(shuō)，對(duì)于低堿度和低硬度的水體，只用石灰來(lái)提高堿度和硬度時(shí)相當(dāng)有限的。如果希望總堿度和總硬度同時(shí)進(jìn)一步提高，就必須用鎂硬度替代鈣硬度。
　　
　　因此，一般情況下，在水體堿度和硬度都比較低時(shí)，鈣硬度往往高于鎂硬度。當(dāng)堿度和硬度達(dá)到碳酸鈣沉淀點(diǎn)之后，堿度和硬度的提高主要是依靠鎂硬度。
　　
　　從水體pH的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，雖然鈣的作用比較強(qiáng)，但并不是越高越好，尤其是低鹽度的水體。因?yàn)樵诘望}度的情況下，碳酸鈣濃度積很�。╧SPCaCO3 < 10^-9）。高濃度的鈣限制了堿度的提高，影響光合作用效率，從而影響池塘生產(chǎn)力。
　　
　　因此，鈣只能保持一個(gè)滿足養(yǎng)殖動(dòng)物生理需要和合理的pH穩(wěn)定所必須的水平，太高反而不好。對(duì)于南美白對(duì)蝦來(lái)說(shuō)，鎂：鈣的比值為3:1對(duì)生長(zhǎng)最有利。在滿足對(duì)蝦對(duì)脫殼需要的前提下，提高鎂硬度對(duì)南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)有利。

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　　池塘里的那些事兒（31）

　　
　　水中元素化合物的溶解度
　　
　　當(dāng)水與巖石和土壤礦物接觸時(shí)，巖石和礦物就會(huì)溶解。其溶解度取決于兩個(gè)方面：一方面取決于組成這些礦物的元素的離子半徑、原子價(jià)、極化度、化學(xué)鍵類型及其他物理—化學(xué)性質(zhì)；另一方面取決于溫度、壓力、濃度、pH、pe（Eh，即氧化還原電位）等外界條件。
　　
　　具有離子鍵型的礦物通常比共價(jià)鍵礦物更容易溶解。例如在硫酸鹽中，陽(yáng)離子與陰離子硫酸根之間的化學(xué)鍵是離子鍵，這些鹽的溶解度就比由共價(jià)鍵構(gòu)成的硫化物大。
　　
　　離子鍵礦物的溶解度，隨離子半徑的增大和原子價(jià)的減少而增加：Na3PO4，Na2SO4，Na2CO3是易溶性的，而Ca（PO4）2，CaSO4，CaCO3是難溶性的。
　　
　　根據(jù)元素化合物在蒸餾水中的溶解度，可將元素的化合物劃分為下列幾類：
　　
　�。�1）極容易溶解的和極容易帶出的：溶解度可達(dá)每升幾百克或幾十克，如鉀、鈉、銫、銣的鹵化物，硫酸鹽、硼酸鹽和硅酸鹽。
　　
　　（2）溶解的（可帶出的）：鈣、鎂、鎳、鋅、鈷、鐵、錳（均為2價(jià)）的鹵化物，硫酸鹽和重碳酸鹽類。
　　
　　（3）難溶解的（弱帶出的）：鍶的硫酸鹽，鋇、鍶、鋅、銀的碳酸鹽和硅酸鹽。
　　
　　（4）最難溶解的（活動(dòng)性小的）：鉛的碳酸鹽，鋅、鈣、二價(jià)錳的硅酸鹽和銅的碳酸鹽。
　　
　�。�5）不溶解的（穩(wěn)定的）：三價(jià)鐵、四價(jià)錳、三價(jià)鈦和三價(jià)鈷的氫氧化物。
　　
　　氯化鈣、硫酸鈣的溶解度比碳酸鈣高，因此，這兩種鹽含量高的水體不能用石灰提高堿度（或pH），必須使用溶解度更高的碳酸鹽，如碳酸鈉。
　　
　　碳酸銅是最難溶解的，因此，高堿度或高pH水體用硫酸銅殺藻銅離子的劑量比低堿度的水體要高的多。
　　
　　含亞鐵離子高的地下水只要曝氣將鐵氧化為三價(jià)鐵，加點(diǎn)石灰提高pH，就可以形成不溶解的氫氧化鐵沉淀而除去。

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　　池塘里的那些事兒（32）

　　
　　pe
　　
　　水最重要的屬性包括溫度（T）、鹽度（s）、氫離子活度（pH）和電子活度（pe）。前面3個(gè)指標(biāo)大家都很清楚，但電子活度有些人就不大清楚。電子活度是電子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)：
　　
　　pe = -log(e)
　　
　　大多數(shù)情況下，我們檢測(cè)水體電子供應(yīng)能力是采用氧化還原電位計(jì)，一般也稱氧化還原電位，用符號(hào)Eh表示（Eh = pe×0.0592）。水體中不存在游離的電子，氧化還原反應(yīng)必須同時(shí)發(fā)生，也就是說(shuō)，一種物質(zhì)被氧化的同時(shí)，必須有一種物質(zhì)被還原。在氧化還原反應(yīng)中，被氧化物提供電子，稱為電子供體，被還原物接受電子，稱為電子受體。
　　
　　自然界的生物，除了光能自養(yǎng)的生物外，都是靠氧化還原性物質(zhì)獲得能量的。例如，魚蝦通過(guò)氧化碳水化合物獲得能量：
　　
　　CH2O + O2 —＞ CO2+ H2O
　　
　　在上述反應(yīng)中，碳水化合物是電子供體，氧是電子受體。如果我們把這個(gè)反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，則有：
　　
　　CH2O + H2O —＞ CO2+ 4e + 4H
　　
　　在氧化碳水化合物所產(chǎn)生的電子和氫離子必須有受體，好氧生物以氧（O2）做電子受體（和氫受體），構(gòu)成另一個(gè)半反應(yīng)：
　　
　　4e + 4H + O2 —＞ 2 H2O（Eh°= 1.27v）
　　
　　厭氧生物同樣需要氧化還原性物質(zhì)以獲得能量，只不過(guò)它們的電子受體不是氧。池塘里常見(jiàn)的厭氧生物的無(wú)機(jī)電子受體主要有硝酸（NO3）、氧化鐵、氧化錳、硫酸（SO4）等。如硝酸和硫酸：
　　
　　10e + 12H + 2NO3 —＞ N2 + 6H2O（Eh°= 1.24v）
　　
　　8e + 10H + SO4 —＞ H2S + 4H2O（Eh°= 0.34v）
　　
　　池塘一旦出現(xiàn)硫化氫就會(huì)引起魚蝦死亡，所以，很多朋友盡管不大了解pe或Eh，但都很關(guān)注池塘硫化氫產(chǎn)生的條件。所以，很多人都會(huì)問(wèn)這么一個(gè)問(wèn)題，電位低到什么時(shí)候會(huì)產(chǎn)生硫化氫？其實(shí)，這個(gè)問(wèn)題并不好回答，因?yàn)樯鲜龇匠探o出的是標(biāo)準(zhǔn)條件，而池塘里的條件是千變?nèi)f化的。
　　
　　根據(jù)上述方程，有
　　
　　K = [H2S] ^(1/8)/([e][H]^(5/4)[SO4]^(1/8))
　　
　　-log(e)=-log(k)+5/4log(H)+1/8log([SO4]/[H2S])
　　
　　pe = pe°- 5/4pH + 1/8log([SO4]/[H2S])
　　
　　假設(shè)對(duì)蝦池塘硫化氫濃度不能超過(guò)0.1毫克/升，海水中硫酸含量為2650毫克/升，pH為8.2，則有：
　　
　　pe = pe°- 5/4×8.2+ 1/8log((2650/96)/( 0.1/34)) = pe°- 9.7534
　　
　　Eh = pe×0.0592 = 0.34 – 0.5774 = - 0.2374(v)
　　
　　同等條件下，當(dāng)pH為7.5時(shí)，Eh = - 0.1856(v)。因此，沿海酸性硫酸鹽土壤的池塘硫酸含量高而pH又低的情況下，防止硫化氫危害是很重要的。

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　　池塘里的那些事兒（33）

　　
　　水的屬性和結(jié)構(gòu)
　　
　　水是氫和氧的化學(xué)化合物。至少在氣體狀態(tài)它有分子式H2O。雖然相同的分子式也代表著液態(tài)水和冰的成分，在這兩種形態(tài)中的分子與結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，水的這種關(guān)聯(lián)被認(rèn)為是壓縮的相而不是作為分子的簡(jiǎn)單聚合的看法是對(duì)的。因?yàn)樵谧匀恢写嬖谌�種氫和三種氧的同位素，因此，水分子有18個(gè)種類的可能。
　　
　　水的物理特性在許多方面是很獨(dú)特的，這種化合物的這些也許被認(rèn)為是正常的偏離形態(tài)是非常重要的，無(wú)論是生命形式的發(fā)育和持續(xù)的存在以及地球表面的形狀和組成都與之有關(guān)。水的沸點(diǎn)和冰點(diǎn)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這種低分子量的預(yù)期值，以及液態(tài)水的表面張力和介電常數(shù)也比預(yù)想的更大。水結(jié)冰時(shí)，其密度減少；事實(shí)上，水在1個(gè)大氣壓力下的最大密度發(fā)生在近4°C。雖然這種行為類型在液-固轉(zhuǎn)變中不是獨(dú)特的，但水的這種行為對(duì)所有生命形式是最幸運(yùn)的一個(gè)屬性。
　　
　　從H2O分子的結(jié)構(gòu)考慮，液態(tài)水的物理特性最了解。在O^2-離子和H^+離子之間形成的兩個(gè)化學(xué)鍵彼為此105°角。其結(jié)果是H+離子在分子的同一邊，它賦予水具有雙極的特性。這種雙極特性除了簡(jiǎn)單的靜電效果外，相連的氫離子保留了與帶負(fù)電的離子和水分子之間的相互作用的能力。這種影響，稱為氫鍵，存在于水的液體和固體形態(tài)中，形成定義完善的冰的晶體結(jié)構(gòu)。液態(tài)水無(wú)序得多，但分子之間引力明顯很強(qiáng)烈。將分子分離所需的能量表現(xiàn)在水的高汽化熱，另一個(gè)是高表面張力。液態(tài)水具有一些聚合物的特性。
　　
　　溶解離子的存在會(huì)更改水的一些物理屬性，值得注意的是水的導(dǎo)電能力。然而，水分子的雙極屬性，在溶質(zhì)離子以及溶劑的行為上是一個(gè)重要因素。液態(tài)水的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有被充分理解。最近Stillinger(1980)綜述了關(guān)于水知識(shí)的現(xiàn)狀。早些時(shí)候仍然很重要的綜述是Drost-Hansen (1967)發(fā)表的純凈水以及Kay(1968)發(fā)表的含溶解離子的水。
　　
　　雙極水分子被強(qiáng)烈吸引在大多數(shù)礦物表面，以有序的形式排在多種形式的溶解離子周圍形成鞘，將離子上的電荷與其它帶電的離子隔開。水作為一種溶劑的效力與這種活性有關(guān)。這種粘性的液體濕潤(rùn)礦物表面和滲透到小開口的能力也提高了其風(fēng)化巖石的效力。

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　　池塘里的那些事兒（34）

　　
　　水域?qū)傩?/font>
　　
　　水域?qū)傩园�括水質(zhì)屬性和地理屬性。水質(zhì)屬性是水體內(nèi)部條件，而地理屬性指的是水體的外部條件。
　　
　　地理屬性主要由天氣與氣候、光照、溫度與分層、水文等因素構(gòu)成。
　　
　　天氣與氣候
　　
　　大氣條件的短期變化稱為天氣，而在一段長(zhǎng)時(shí)間的平均天氣條件稱為氣候。從事水產(chǎn)養(yǎng)殖工作者必須了解當(dāng)?shù)氐奶鞖夂蜌夂�，特別是天氣條件如何隨著季節(jié)而變化的，并且能夠有多大的變化量。
　　
　　最為重要的變量是：氣溫、太陽(yáng)輻射、云量、風(fēng)速、降雨量和蒸發(fā)量。
　　
　　太陽(yáng)輻射。影響太陽(yáng)輻射的主要因素是大氣的透明度、日照時(shí)間和中午太陽(yáng)照射到地面的角度。
　　
　　氣溫。氣溫與太陽(yáng)輻射的關(guān)系很密切，太陽(yáng)輻射多的地方比太陽(yáng)輻射少的地方暖和，太陽(yáng)輻射多的季節(jié)比太陽(yáng)輻射少的季節(jié)暖和。
　　
　　風(fēng)。風(fēng)的速度與方向有日常性變化和季節(jié)性變化。對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖來(lái)說(shuō)，風(fēng)是很重要的。它是天然水體流轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)的重要?jiǎng)恿Α?/font>
　　
　　降雨量。不同地區(qū)不同季節(jié)之間雨量變化非常大。一般來(lái)說(shuō)，暖和地區(qū)多于寒冷地區(qū)，沿海多于內(nèi)陸，上升多雨而下降氣流少雨。
　　
　　蒸發(fā)作用。蒸發(fā)是水流失和濃縮的重要因素。影響蒸發(fā)量的因素是空氣的相對(duì)濕度和風(fēng)速。
　　
　　水文氣候。水文氣候指的是地球表面水的補(bǔ)充與流失之間的關(guān)系。它影響某些類型池塘的水位、交換量以及可用水量。

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　　池塘里的那些事兒（35)

　　
　　光照
　　
　　在晴朗的日子里，太陽(yáng)輻射從黎明前的 0 穩(wěn)步增加到中午，達(dá)到高峰值。水體儲(chǔ)存熱量，太陽(yáng)輻射的周日變化并沒(méi)有引起水體溫度發(fā)生太大的變化。但是，在白天，水生植物的光合作用隨著太陽(yáng)輻射增加而增加，也隨著太陽(yáng)輻射的降低而減少。同樣，厚厚的云層也能減少照射到水面的太陽(yáng)輻射量，并立即降低光合作用速度。
　　
　　照射到池塘水體的部分光線(太陽(yáng)輻射)并沒(méi)有穿透水面，有一部分輻射被反射，反射量取決于水面的粗糙程度和輻射的角度。
　　
　　水面越光滑，輻射角度越接近垂直，穿透水面的輻射百分率越大。隨著光線穿過(guò)水體，由于水的分散和差異吸收，光譜質(zhì)量發(fā)生變化，密度也降低。在純水中，大約53％的入射光被轉(zhuǎn)化為熱并消失（熄滅）在第1米的范圍內(nèi)。而且，波長(zhǎng)較長(zhǎng)（紅色和橙色）和波長(zhǎng)較短（紫外線和紫色）的光線比中等波長(zhǎng)（藍(lán)色、綠色和黃色）的光線被吸收得更快。自然水體從來(lái)都不是純凈的，含有許多進(jìn)一步干擾光線穿透的物質(zhì)。自然水體的顏色是原來(lái)入射光保留下來(lái)未被吸收的結(jié)果，水的真顏色是由溶解的和膠狀懸浮的物質(zhì)所引起的，表觀顏色是由干擾光線穿透的懸浮物質(zhì)所引起的。
　　
　　渾濁度指的是由于大小從膠質(zhì)到粗粒的懸浮顆粒物質(zhì)降低水的光傳播能力。在池塘中，渾濁度和顏色可能是由膠質(zhì)粘土、膠質(zhì)性或溶解的有機(jī)物或豐富的浮游生物所引起的。在集雨區(qū)有農(nóng)作物的池塘常常由于侵蝕所帶來(lái)的膠質(zhì)土壤而渾濁，森林地帶的池塘往往被植物材料腐爛轉(zhuǎn)化而來(lái)的腐殖質(zhì)所染色。高密度精養(yǎng)的池塘往往由于添加肥料或魚類飼料導(dǎo)致浮游植物繁殖而渾濁。
　　
　　一般認(rèn)為在光強(qiáng)度低于水面光照1％的深度時(shí)，光合作用速度不能超過(guò)呼吸速度。光強(qiáng)在入射光照1％以上的水層稱為透光帶。池塘常常因?yàn)楦呙芏鹊母∮紊�物而�?dǎo)致渾濁，所以透光帶很淺。許多魚塘透光帶往往低于1米，賽克氏板能見(jiàn)度乘以2就是池塘透光帶的大致深度。賽克氏板是一個(gè)直徑20厘米、對(duì)角漆成黑白相間的加重盤子，在盤子消失和再出現(xiàn)的平均深度就是賽克氏板能見(jiàn)度。

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林文輝老師詳談池塘里的那些事兒（緒）

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