水质与底质全面管理的新思考
水质是水体质量的简称，标志着水体的物理（如色度、浊度、臭味等）、化学（无机物和有机物的含量）和生物（细菌、微生物、浮游生物、底栖生物）的特性及其组成的状况。水质为评价水体质量的状况，规定了一系列水质参数和水质标准，如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。
图1
图2
图1、图2是一组渔业水质标准，主要有33大项，其中前几项主要考察物理性质，后几项如pH值、溶解氧、生化需氧量、总大肠杆菌、铅等重金属及有机物和无机物的化学成分都是渔业常见的水质指标。需要检测的一共33项，每一项都有其标准值（可参考图1、图2）。有些指标在渔业标准中没有给出，可以参照其他标准，如地表水环境标准第四、五大类中可以参照总磷、总氮、生化耗氧量等其他指标。
水质指标是用以评价一般水域特性的重要参数，可根据其对水质类型进行分类，对水体质量进行判断和综合评价。水质指标按性质不同分物理、化学和生物的指标。
物理指标主要是温度、嗅与味、颜色与色度、混浊度与透明度等。
温度：由于水的物理特性、水中进行的化学过程和生物过程都与温度有关，所以要经常测定。天然水的温度与水源不同有关。地表水的温度与季节气候条件有关，其变化范围为0.1~30℃；地下水比较稳定，变化为8~12℃；海水的温度变化为-2℃~30℃。我国海水池塘的平均水温随着纬度升高而降低。夏季广东及海南沿海最高水温可达36°C，北方沿海不超过34°C（当然极端天气除外）；冬季南方池塘水温在13℃以上，北方池塘水温可降到-2℃。冬季池塘结冰时，白天光线可以通过冰层投入水中，增加水的温度；晚间要防止水中热量的放散，水深1m左右的池塘冰下温度可达10℃，这是某些虾和蟹在冰下越冬的可行原因。
嗅与味：被污染的水体往往具有不正常的气味，用鼻闻到的称为嗅，口尝到的为味。嗅与味不能截然分开。有经验的人可通过水的气味，推测水中所含杂质和有害成分。定性描述法：取100ml水样于250ml的锥形瓶中，检验人员依据自己的嗅觉，分别在20℃和煮沸后闻其气味，并进行描述。嗅味的强度可分为0~5级（可参照下表）。
颜色与色度：水的颜色分为表色和真色。表色是指没有去除悬浮物的水具有的颜色；真色指滤除悬浮物后水的颜色。
混浊度与透明度：混浊度是一种光学效应，表示光线透过水层时受到阻碍的程度。这种光学效应与微粒大小和形状有关。悬浮物含量相同的两种水体若颗粒粒径分级状况不同，其混浊度未必相同。透明度是指表示水体的透明程度，通常用透明度板来进行测试，将透明度沉入水中，恰好看不见白板。
化学指标是利用化学反应、生物化学反应及物理化学原理测定的水质指标。主要化学指标有pH值、硬度、电导率、盐度、化学耗氧量、生物耗氧量、溶解氧、氧化还原电位及各种离子成分的含量，如硝酸盐、亚硝酸盐、总磷、总氮、磷酸盐、硅酸盐等。
生物指标主要指浮游植物、浮游动物、菌。浮游植物是指藻类，有益藻占主要优势；浮游动物主要是轮虫、枝角类、桡足类等，主要看水中所养的品种是否需要浮游动物，如果需要，就需要培养，不需要就进行控制；菌类主要是有益菌占主要的优势。
池塘水质指标的好坏直接影响着养殖品种。通常溶解氧的指标5~12mg/L之间，平均溶解氧应保持8~10mg/L，氨氮指标小于0.2mg/L，亚硝酸盐小于0.1mg/L，pH值在7.8~8.8之间，藻相检测主要是有益藻占优势，藻活性好、丰度好。
底质是指在水产养殖中，养殖的池塘经过一段时间饲养大量投饵，剩余残饵、动物粪便沉积池底，使底质恶化，产生有害物质，抑制水产养殖动物生长发育，因此在养殖过程中注意观察底质，保持池塘生态系统平衡，水质各项指标稳定并符合渔业用水标准，营造一个稳定优良的水环境，促进水产养殖动物生长发育的过程。
池塘底质的污染主要来源于外源输入，主要是饲料、排泄物以及药物的输入，是精养鱼塘底质、有机质的主要来源。输入的饲料中氮占90~98%，输出鱼类的利用率仅占20~27%，其余占氮的54~57%全部沉积于池塘底部；而输入的饲料中磷占97~98%，输出鱼类磷的利用率仅占8~24%，其余占磷的72~89%全部沉积于池塘底部。说明养殖动物对投入饲料中的氮、磷吸收利用占的比例少，而沉积于池塘底部占的比例大，导致浪费和污染。内源输入主要是通过池塘内部的生态系统、浮游动植物以及藻类尸体的沉降。由于养殖时间不断增加，池塘水体环境污染日益恶化，水体富营养化导致养殖池塘中大量的细菌、病毒等有害微生物开始迅速繁殖，为池塘疾病的爆发构成巨大的威胁。本底污染是原有池塘本身的污染。
池塘底质组成主要是矿物质和有机质。矿物质包括砂性底质和粘性底质。砂性底质特点是沙粒含量多，通透性好，保水性差，水的总硬度大，养殖过程中水质易老化，不保肥。粘性底质特点是有机质含量高，通透性差，保水性好，土壤颗粒细小，氢氧化铝与氧化铁及其衍生物的含量大，往往呈酸性底质。有机质主要是碳、氮、硫、磷、氢、氧。总有机碳是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。不能反映总量相同的总有机碳所造成的不同污染后果。大量的氮进入水体，一部分氮刺激植物的生长，如藻类、水草等植物，这些植物生长的过程中也有一部分死亡沉入到底部，沉入到底部的这些植物、有机物需要氧气对其进行分解，因此大量死亡的藻类或死亡的水草在底部沉积就会消耗氧气，造成池塘缺氧。
池塘的底泥分为四个断面：第一个面是底泥与水的接触面；第二个面是底泥、淤泥沉积面，也就是5~10cm的断面；第三个面是底最初堆积层表层土；第四个面是深层、原始的土壤层。在每个层次中有不同的生物，5~10cm主要是池底淤泥的沉积层，是池塘养殖过程中正常的深度，该深度内微生物活动频繁，物化性质极为特殊，是决定地址好坏的最重要部分。底泥与水的交换面主要是自然营养元的流入池塘生物、消长残体、投喂人工饲料的散失、养殖动物所排泄的废物、养殖者额外添加的物质，这个层次也有大量的有机质和有害物质。
图3
在不同的水层中，各种离子和物质的存在形式不同（如图3）。表层水耗氧微生物区溶解氧多，电位升高，离子价态从低价态上升到高价态，二氧化碳减少，有效的氮、磷、硅、铁减少，光呼吸作用增强，光合成效率下降，限制着浮游植物的继续生长，浮游生物量增加，水温升高，透明度下降，通过微跃层到达底部，兼性和厌氧性生物区这时溶解氧减少，电位下降，从高价态变成低价态，比如三价铁到二价铁，四价锰离子到二价锰离子，二氧化碳、低级有机酸增多，pH值下降，氢离子和碳酸氢根浓度增大，有机分解物多，植物、营养盐再度积累，同时氨氮、硫化氢、有机酸等有害物质抑制生物的生长。
底质恶化指标表现主要是缺氧，池塘游泥过多，底部有机质的大量累积，异养细菌数量随之增加，例如养殖体中有机质的沉积均导致导致氨化细菌的剧增，经过微生物的代谢将有害物质分解，消耗大量氧气，使底部溶解氧浓度明显降低。
水质酸化：底质微生物在厌氧条件下分解有机质不彻底，中间产生各种有机酸和无机酸，导致底质和水体酸化。在酸化环境下，鱼类无法生存，鱼卵难以孵化，还会改变水生生物的群体结构，耐酸的藻类、真菌增多，有机质的降解速率下降。在酸性环境下硫大部分以硫化氢的形式存在，硫化氢与鱼体血红素中的铁化合，使血红素数量减少，影响对氧的吸收，造成中毒死亡。
鱼发病，池塘底部的有机质分解产生大量有毒的中间产物，如氨氮、亚硝酸盐、低级胺类、有机酸、硫化氢等，其中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢能引起鱼类浮头；氨对水产动物的毒害依其浓度的不同而不同，在低浓度下，水产动物会慢性中毒，抑制其生长；在高浓度下，氨会和其它造成水产动物疾病的病因共同作用，从而导致死亡加速。存在于养殖水域底层的硫酸盐还原菌在厌氧条件下分解硫酸盐或者异氧菌分解残饵粪便中的有机硫化物都可生成硫化氢，导致水生动物的生长速度、体力和抗病能力减弱。
水体本身具有自净能力，但由于外源的输入使水体有害物质不断的增加，对养殖品种造成危害。水体的自净是指水体被污染后，通过一系列的物理、 化学和生物学的作用，逐渐恢复其原有性状。养殖水体的自净过程包括有混合、日光照射、 稀释、沉降、挥发、逸散、中和、有机物的分解、耗氧和厌氧微生物的分解等。水体自净的结果是感官性状基本恢复到污染前，分解物稳定，水中溶解氧增加，生化需氧量降低，有害物质浓度降低，致病菌大部分被消灭，细菌总数减少等。但水体的自净作用有一定限度，超过此限度，仍可使水质进一步恶化。
池塘底质淤泥和水体间的物质交换是处于动态平衡之中的，由于池塘水质变化的连续性和周期性，池塘淤泥与水质间的交换也在持续的进行，底泥中的离子也在不断的转换中，比如氮离子就不断的从铵盐、亚硝酸盐和硝酸盐之间转化，在转化过程中有很多作用参与，如光合作用、硝化作用、脱氮作用、生物作用、厌氧分解作用等。因此在整个池塘的生态系统中我们倡导长期定向培养有益藻，长期养底，稳定水质和底质。定向培养有益藻可以对池塘中二氧化碳不断的吸收，同时释放出氧气，氧气是强氧化剂，对整个池塘的有害物质起到分解氧化的作用，从而生态系统能够达到一种良性循环。
综上述分析，我们总结近两年的案例给出四个观点：
一、管理水质和养护底质，坚持培养有益藻提高溶解氧和水自净能力；
二、整个养殖周期都要维护水质指标的正常与稳定，尤其稳定溶解氧8~12mg/L；
三、在养殖水质指标出现问题时，先解决指标问题，等指标和藻相稳定，水体的自净能力提高，再改善底质；
四、养殖最重要的问题是稳定水质，提高溶解氧，有益藻占优势种，只要水质好池塘自净能力够，底质不会出现问题。
因此倡议大家要维护水质，提高溶解氧，长期生物养底。维护水质主要是维持池塘指标，水化学指标和藻相（有益藻占优势种），这里存在藻、营养和菌三者平衡。养底主要是培养底栖藻类和有益菌，底栖硅藻长期在底部持续释放氧气，氧化分解底部有机质，改善氧化还原电位。有益菌不断分解有机质，减少耗氧，也起到增氧和提高氧化还原电位的作用。