淡水池塘 pH值调控技术
淡水池塘 pH值调控技术
淡水生态系统中的 pH 值可出现日波动或季节性波动，多数淡水动物经长期进化能耐受相对较宽的 pH 值范围，但对 pH 值的突变却很敏感，即便突变发生在淡水动物在正常条件下能够耐受的 pH 值范围内。pH 值超出动物耐受范围后也会影响氨氮、硫化氢等水质因子的平衡状态，其危害甚至超过极端 pH 值对水生动物的直接毒性作用。因强烈的光合作用可致 pH 值急剧升高，极端 pH 值常出现在藻类过度繁殖的水域或养殖池塘。通常认为 pH 值超出 9.5，就会对水生动物造成不利影响。
1 二氧化碳与碱度对 pH 值波动幅度的影响
由于二氧化碳的水合物碳酸会离解生成氢离子与碳酸氢根离子，置于空气中的纯水的 pH 值约为 5.6，公式为：
CO 2 + H 2 O 葑 H 2 CO 3 葑 H + + HCO 3 -
但水是强溶剂，故自然水域实际并无纯水。碳酸氢盐和碳酸盐是水中常见阴离子。这些碱性阴离子从石灰石溶出致水体 pH 值升高。碳酸氢盐和碳酸盐是构成水质碱度的主要阴离子。
二氧化碳、氢离子与构成碱度的阴离子之间的相互化学反应对 pH 值起到缓冲作用，使多数自然水域的 pH 值在 6.0～8.5 间波动。排除二氧化碳增减过程，水体的初始 pH 值取决于碱度，碱度高的初始pH 值也高，反之亦然。
虽然碱度决定初始 pH 值，二氧化碳的增减却会引起 pH 值波动。增加二氧化碳，则水体氢离子浓度升高，致 pH 值降低。移除二氧化碳，则水体氢离子浓度降低，pH 值升高。pH 值的波动程度取决于
二氧化碳增减量与碱度即缓冲能力。
2 池塘的高 pH 值问题
养殖池塘的二氧化碳浓度由水体生物活动所控制。所有生物体通过呼吸作用持续产生二氧化碳，白天浮游植物通过光合作用移除二氧化碳。池塘中呼吸作用和光合作用的相对速率决定二氧化碳是净增还是净减，继而决定 pH 值的升降。呼吸速率受水温以及水体、池底的动植物、微生物生物量的影响。光合作用的速率主要受光照强度、浮游植物生物量与水温的控制。
白天光合作用通常强于呼吸作用，pH 值也就随二氧化碳的减少而升高。傍晚太阳开始落下，光合作用减弱并最终停止，而生物呼吸作用持续产生二氧化碳，pH 值在夜间降低。太阳升起，植物恢复光合作用从水中吸收二氧化碳，pH 值则重新升高。
pH 值每日升降循环即由光合作用与呼吸作用相互影响所致。多数水生环境下光合作用与呼吸作用接近，pH 值也保持在多数动物可耐受的范围内。但在浮游植物快速生长期，日间光合作用从水中移除的二氧化碳超出夜间呼吸作用的补充，pH 值可能在午后超出正常范围甚至在夜间仍保持高位。这种状态可持续数天直至光合作用减弱、呼吸作用增强，并再度达到新的平衡。
高 pH 值问题多发于鱼种池、虾池等放苗前需育肥培藻的池塘。而鱼苗、虾苗比成体对高 pH 值更为敏感。藻类过度繁殖的池塘也存在 pH 值异常波动的风险。大量老化藻类细胞病死后，其分解释放的营养物质则会刺激新一轮的藻类快速繁殖，继而引发 pH 值高出正常范围，直至藻相达到新的平衡。
丝状藻类占优势的池塘高 pH 值问题持续时间长，此类池塘透明度大，光照透入深，致底栖硅藻或泛起的成片状藻类光合作用强烈。高 pH 值问题还会发生在总硬度偏低，而总碱度较高的池塘，其原因尚不明。
3 池塘高 pH 值问题的处理方法
处理高 pH 值问题难度大且无通用的处理方法。高 pH 值并非仅仅是化学性质，更是化学反应、生物活动等多种因素相互作用的结果。作为氢离子浓度的测度指标，高 pH 值原本只需加酸即可纠偏，但高 pH 值是反映包含二氧化碳增减的诸多过程的净结果，通过加酸降低 pH 值并不能改变二氧化碳增减过程即高 pH 值问题的潜在原因。因此加酸只会临时降低 pH 值，若其他条件未变，高 pH 值问题还会再度发生。
解决高 pH 值问题的长久之计是改变池塘生物活动使二氧化碳日增减接近相等。这可通过减少光合作用、增加呼吸作用实现。但生物作用有其生态动力，改变池塘生物群落的新陈代谢是很困难的。这种动力是基于某种特定环境条件有利于特定的生态效果。如新注水池塘含有大量的营养物质，光照充足，水温暖和，此条件有利于浮游植物的生长，午后则易出现高 pH 值。而改变生态条件却很困难，通常在 pH 值问题出现前预防处理效果更佳。
3.1 早注水、早备池
午后 pH 值异常偏高的问题常发于注水 1 星期至数星期的池塘。此时正处养殖初期，池塘生物量相对较低，而藻类得益于施肥与残饵分解的养分大量繁殖。第一次藻类快速生长期过后，随池塘生物量逐渐增大、池塘老化，池底沉积物不断积累，释放到水体中的二氧化碳与藻类的吸收趋于平衡，午后高 pH 值问题也逐渐减轻。
相应地，为减轻午后高 pH 值问题，可尽量提早池塘准备的时间，在放苗前的数星期较适宜。但并非所有养殖品种均适用该法。有些苗种需在注水施肥后不久即下池，以避开捕食性浮游动物或确保能摄食到适口天然饵料。如轮虫是多种淡水鱼苗的喜食饵料，施肥后其种群数量高峰的出现时间也可预测。但只要可能，在第一次藻类快速生长期过后再放苗可避免 pH 值异常偏高带来的损失。
3.2 选择适宜时间投放苗种
鱼苗对 pH 值骤升很敏感。生产实践中孵化池的 pH 值多稳定在 8.0 左右，而培育池的 pH 值则呈现日波动，多在午后达到高峰，因此若在午后将鱼苗移入培育池，快速病死可能发生。黎明后数小时，pH 值多处全日最低值，也是鱼苗转移的最佳时间。
3.3 平衡硬度与碱度
高 pH 值问题最常发生于总碱度（碳酸氢盐与碳酸盐含量）远高于总硬度（钙镁含量）的池塘。硬度相对偏低可通过添加硫酸钙调整。但硫酸钙处理只可作为预防措施，而非应急手段。因此硬度不足应在放苗前调整，可与池塘注水同步进行。碱度与硬度差的 2 倍可作为硫酸钙添加参考量。如硬度为 30 mg/L，碱度为 90 mg/L，则（90 mg/L－30 mg/L）×2＝120 mg/L即为硫酸钙添加参考量。添加量虽然较大，但处理效果持续时间长，因硫酸钙仅在池塘后期换水时被稀释。同时添加硫酸钙有助于增强养殖动物对极端pH 值及其他环境胁迫因子的适应能力，对甲壳类蜕壳期钙元素的补充也有裨益。
3.4 添加明矾或有机物
由于碱度系统对池水的缓冲作用，通过加酸降低 pH 值难度大。有效降低 pH 值需消耗大量的酸。加酸也只是短期对策，而非针对问题根源即藻类的快速生长。
添加明矾可作为应急处理措施。明矾既安全也经济，在水中起化学作用产生酸。除直接降低 pH值，明矾使藻类形成絮凝体后沉淀，进而降低藻类生物量，减少光合作用。明矾还可通过除磷间接降低 pH 值。但明矾不会产生永久效应，可能需要多次施用方能降低藻类数量。明矾的效应还受池塘多因素尤其是总碱度的影响，通过施用明矾进而精确估计 pH 值的降低幅度也很困难。明矾的过量施用可能引起 pH 值的急剧降低，其危害甚至超过高 pH值。经验上宜采取谨慎的方法：明矾的初始剂量为0.5 mg/L，后续根据 pH 值检测结果调整剂量，追加施用。总碱度低于 20 mg/L 的池塘不应使用明矾，即便少量明矾也可导致 pH 值降至危险水平。
降低高 pH 值更安全、持久的方法是添加二氧化碳。可在池塘添加有机物如碎玉米、豆粕、棉粕以提高二氧化碳含量。有机物分解后释放出二氧化碳。这种方法不会迅速降低 pH 值，但安全且相对可靠。除正常施肥外，每 667 m 2 每日补充施用 1.1 kg左右有机物约 1 周，即可预防 pH 值升至过高水平。但有机物分解过程需消耗溶解氧，故池塘溶解氧含量需定时检测，有机物总的日添加量也不得超过3.7 kg/667 m 2 。
3.5 降低植物生长速度
植物在快速生长期大量吸收二氧化碳是高 pH值问题的根源。快速降低植物生长速度的途径有二：施用杀藻剂或限制光照。施用杀藻剂虽可消除高 pH 值问题，但病死藻类的分解可导致缺氧与氨氮超标。部分杀藻剂对水生动物幼体的毒性相对较高。因此，杀藻剂通常仅在有害藻类占优势时使用。抑制植物快速生长的另一途径则是限制进入水体的光照强度。在池塘中添加水产养殖染料可降低透光度，染料的效应通常能持续数周。
3.6 碳酸氢钠仅可在小水体中应用
最常被推荐用于降低高 pH 值的碳酸氢钠实际效果最差。碳酸氢钠属两性物质，可中和酸碱度，但其本身是弱酸，用于降低高 pH 值耗量甚大，尤其在高总碱度水体中。以总碱度 200 mg/L 为例，施用100 mg/L 的碳酸氢钠仅能将 pH 值从 10 降低到9.8。照此浓度，每 667 m 2 水深 2 m 的池塘则需碳酸氢钠 133 kg。碳酸氢钠的另一缺点是其与加酸一样，不能解决池塘高 pH 值问题的根源—— — 藻类过度繁殖。