摘要 为了能更深入地研究和应用池塘养殖河蟹底层微孔曝气技术，通过定时、定距、分层采集试验河蟹池塘水质，测定其溶解氧，以此确定单个PVC盘状管能改善水中溶解氧的最大范围和效果，结果表明：PVC盘状增氧圈有较好的水体底部增氧作用，其范围为距增氧圈1～10 m，而作用深度为水下1 m。河蟹池塘底PVC盘间适宜间距为15～20 m，增氧开机时间最好为4：00—6：00，持续开机2 h，14：00—16：00开动增氧机有利于水体降温和河蟹生长。
关键词 河蟹；池底增氧机；溶氧量
中图分类号 S966.16；S969.32+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）10-0251-04
中华绒螯蟹又称螃蟹、毛蟹、清水大闸蟹，节肢动物门甲壳纲动物。中国有蟹类500多种，而河蟹是中国蟹类中产量最多的淡水蟹。河蟹肉质鲜嫩，是深受人们喜爱的、具有中国特色的名贵水产食品。
20世纪80年代，河蟹人工养殖起步，在2000年后，逐步完善形成以种草、投螺、多品种混养等为主的生态养殖技术[1-4]。池塘底部管道微孔增氧技术是近2年来我国水产养殖中的一项养殖新技术，其原理是通过实施池塘底部管道微孔增氧，改变传统的增氧方式，变一点增氧为全面增氧，变上层增氧为底层增氧，变动态增氧为静态增氧，大大优化了水产养殖池塘的生态环境。同时，根据鱼、虾、蟹等养殖品种的生态习性、生长空间和食性特点等生物学特性，将这些养殖品种优化组合、合理配养，使其达到共生、互利和互补的效果，使池塘生态系统获得更大的生产力和更高的经济效益。
我国传统的鱼类增养殖池塘使用的增氧机是叶轮式增氧机，主要原理就是通过搅动水体，增加上下水层物质交换，再者其搅动水体也增加了与空气的接触面积，加大了空气中氧气的溶解速度，而河蟹生态养殖塘沉水植物较多，且伊乐藻、轮叶黑藻和苦草等株高都能达到1 m左右，若使用叶轮式增氧机，极有可能会缠绕在叶轮上，损坏增氧机，影响其正常的使用，因此叶轮增氧机并不适用于河蟹养殖池塘[5]。如今，河蟹生态养殖池塘增氧机的研究开展较多，刘 勃等[6]研究底层微孔增氧机效果发现，底层增氧设备可以显著提高河蟹单产和规格，且能显著降低池塘内NH3—N、NO2—N、COD等水质指标。但是对增氧机开机时间、增氧效果等的研究较少。
本次试验为了了解养蟹池塘底增氧设备在不同时间和不同距离的增氧能力和效果以及水质改善能力和效果，为增氧圈的布置和每天增氧设备开机时机确定依据，从而达到最有效利用增氧机、节约成本、科学增加河蟹产量的目的。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地点安排在湖南省益阳市大通湖天泓渔业生态养殖池塘示范区，以大通湖水为水源。整个河蟹生态养殖池塘区占地总面积超过20 hm2，池塘规格整齐，面积为1.65 hm2（150 m×110 m），7—9月高温季节平均水深为1.2 m。试验时间为2011年7—8月。
1.2 试验仪器
分层采水器（普力特WB-PM）、便携式pH测定仪（HI8424）、透明度盘（SD20）、BOD快速测定仪、COD快速测定仪、氨氮测定仪、多参数离子测定仪（HI83200）、溶氧仪（HI9146N）、生化培养箱（SPX-150）等。
1.3 试验池塘环境
养殖池塘设计成“回”字形，池塘内四周凹陷，中间凸起，凹陷深沟区占池塘的40%左右。凹陷区低于池塘中30～40 cm，用塑料薄膜将2区隔开，将四周深沟区作为蟹种暂养区，中间作为种草区。1月初在全池种植伊乐藻，种植面积占全池的20%～40%，水位调整在15～20 cm。3月中旬投放1龄蟹种（俗称“扣蟹”），蟹种规格为100～150只/kg，放养密度1.2万只/hm2。随着水草的生长、水温的升高逐渐升高水位，始终保证水位高于水草顶端10～15 cm。4月初在种草区种植轮叶黑藻、苦草，面积占全池的40%～50%。5月初水位升至60～70 cm，5月中下旬随着水温的升高逐渐升高水位，6月中旬拆除池塘中的塑料薄膜，7月中下旬达到最高水位，维持在1.5 m左右。养殖过程中不向外排水，不换水，只按水位要求加水。蟹种下池以后，水温升至10 ℃后开始投喂饲料，3月至6月中旬饲料以鱼糜、高蛋白配合饲料为主，6月中旬至8月中旬高温季节保证前期饲料的条件下，添加植物性饲料，如熟玉米等[7]。8月中旬以后随着河蟹体重的增加加大投喂量，以动物性饲料如野杂鱼、配合饲料等为主[8]。
1.4 试验设计
为获得一个增养圈的增氧和水质改善能力，即每小时能使池塘增加溶氧量的准确参数，及1 hm2池塘配置增养圈的适宜个数，特进行如下试验设计。
1.4.1 增氧圈的设计。每个池塘底增氧设施设计38个增氧圈按照约15 m间距一个布置。
1.4.2 水样来源与采集点。具体如下：①水样来源：千亩湖A1、B4、B6 3个池塘共3个河蟹池塘的水样。②采样点确定：在A1、B4、B6共3个河蟹池塘中选取水草丰富的A1、B6池塘、水草适中的B4池塘的北面、中部、南面各选定一个点，共9个采样点。
1.4.3 样品采集与保存。参照《水质采样样品的保存和管理技术规定（GB12999-91）》采集和保存水样。
1.5 试验步骤
在池塘的上、中、下风处各取3个样点于没开机之前每隔2 h取水样检测，测试一天之中河蟹池塘的底层和表层的溶氧变化规律以及其他水质指标的变化规律。此作为对照组。
在池塘上、中、下风处各选定1 nm增氧圈，在其东、南、西、北4个方向，每个方向前5 m每隔1 m，5～10 m每隔2 m（由预备试验决定间隔距离），即离增氧圈每隔2 m取1 m、3 m、5 m、7 m、10 m共5个点取水面下20 cm、40 cm、60 cm、80 cm、100 cm水来测取溶氧在开机2 h、4 h、6 h及停机后每2 h取样测定其溶氧数据，同时测定在距离输出口1 m、3 m、5 m、7 m以及10 m的水体溶解氧。
采用《渔业水质标准（GB11607-89）》《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》规定的方法进行水质参数检测。以检测所取水样各项水质指标，分析各项水质指标检测结果，获得养蟹池塘底增氧设施在不同环境和天气情况下的增氧能力和效果以及水质改善能力、效果定性、定量结论，获得每天增氧设施开机时机确定依据的参数。
2 结果与分析
2.1 24 h温度的变化（试验时增氧机开动时间4：00—6：00）
从图1、2可以看出，对池塘上风口样点在没有开动和开动增氧机的一天各个水层的温度变化比较发现，其总体趋势是平均水温波动，为27.0～29.1 ℃，各个水层的最低温度都是出现在6：00，而最高温度也都出现在14：00—16：00。在没有开动增氧机时各个水层的温度比较接近和一致，但在每天4：00—6：00开动增氧机后，各个水层的温度出现较明显的分散开，且总体趋势特别在高温时段是下降的，中间、下风口2个样点也表现出相同的温度变化趋势，即开动2 h的增氧机有利于河蟹池塘的高温的降低，也有利于河蟹的生长。
2.2 池塘上风口、中间样点、下风口24 h溶氧变化
仔细分析池塘上风口、池塘中间、下风口3个点距增氧圈5 m处的4：00—6：00开动增氧机和没开动增氧机24 h的水体各层溶氧变化情况，从图3、4可以看出，池塘上风口在没开动增氧机时水体溶解氧在22：00—6：00较低，而在开动增氧机后的溶氧值明显升高；分析图5、图6以及图7、图8可以获得一样的结果，说明开动了增氧机在当时就能使池塘溶氧有较明显升高。而对比图3、4、5、6、7、8，可以得知，在同一检测点，开动增氧机可以使该点各水层在一天24 h的溶氧水平总体明显升高，体现了其池塘底增氧的效果。
2.3 距增氧圈不同距离的水体溶氧变化
从图9～11可以看出，开动增氧机前，距增氧圈1 m、3 m、5 m、7 m、10 m各样点表层水的溶氧基本都在4.0 mg/L，其他各水层随着距水面距离越远越低，在开动增氧机1 h后检测结果发现，除距增氧圈1 m处各水层的溶氧一致都降低外，其他各点除表层水基本没有变化外，各点的水下溶氧随着距水面的距离越远升高越明显，也体现了其增氧圈的作用，即底部氧气的增加，在开动增氧机2 h后，各点各层的溶氧有较大幅度的提升，比较接近表层水的溶氧值，但没超出表层水的溶氧（4.0 mg/L）。
3 结论与讨论
3.1 底增氧的距离效果讨论
从试验结果可以看出，1 m处的溶解氧在开动增氧机1 h后出现明显的下降。可能是因为这个PVC盘状管是在池塘底部，所以增氧的时候会搅动底部的淤泥，淤泥中的有机物质进行氧化分解消耗垂直水层中的溶解氧从而导致1 m处的溶解氧变低。而2 h以后，可以发现1 m的溶解氧又显著地上升了。此外，发现一台增氧机PVC盘状管可以有效地影响到1～10 m的距离，所以2个PVC盘状管的间隔距离应该保持在15～20 m的距离。
3.2 底增氧的时间效果讨论
白昼河蟹主要栖息于池塘的底层或水草丛中下层。试验可以看出，欲利用晴天中午表层水中过饱和的溶解氧补充下层水体中溶解氧应当在12：00—15：00开机2 h以上，增氧机功率、池塘大小和水深以及养殖密度等均会影响开机时间，从而充分补充底层水体中溶解氧，并且可以达到搅动水体，使水体各层间温度较分散，总体出现降温的效果。在24：00—8：00，池塘内溶解氧最低，应该在2：00—6：00不断开机，以补充池塘内的溶解氧。
此外，研究结果还表明，增氧圈增氧有局限性。虽然在开动增氧机2 h后，1 m、3 m、5 m、7 m、10 m等各点各水层（除表层外）的溶解氧都出现了较大的上升，尽管有较大的上升，但仍没有超出4.0 mg/L，比如池塘水体出现的高溶氧值在12：00—16：00是水体的藻相和草相的光合增氧作用的结果。由此可见，增氧圈增氧具有一定的局限性，河蟹池塘增氧最根本的措施是发挥其水体的藻相和草相的光合增氧作用。
3.3 一个增氧圈的增氧效果
开机1 h后，除了1 m处和3 m的上层水体以外，其余各层溶解氮都有增加。水面下即-20 cm（下同）处增加了-0.46 mg/L溶解氧，-40 cm增加了0.04 mg/L溶解氧，-60 cm无增加，-80 cm增加了0.24 mg/L溶解氧，-100 cm增加了0.5 mg/L溶解氧。
开机2 h后，-20 cm增加了0.02 mg/L溶解氧，-40 cm增加了0.44 mg/L溶解氧，-60 cm增加了0.78 mg/L溶解氧，-80 cm 增加了1.22 mg/L溶解氧。-100 cm增加了1.66 mg/L溶解氧。
从水面到水下1 m，在增氧前，每个水层的溶解氧相差比较大，-20 cm～-100 cm水层，基本的差距都有2.4 mg/L。但增氧1 h后，-20 cm～-100 cm水层之间的基本差为1.6 mg/L，明显接近了很多。到增氧2 h后，-20 cm～-100 cm水层之间的基本差为0.7 mg/L。因此，底增氧是完全可以影响到水下1 m水层的。
3.4 其他影响底增氧效果的因素讨论
在风力作用下，池塘下风处的浮游生物和有机物会比上风口多，而浮游植物和有机物氧化作用，从而使溶解氧降低。因此，白天下风口的溶解氧比上风口要多，而夜间浮游生物和有机物会集中在上风口，所以夜间上风口的溶解氧会比下风口的溶解氧低。此外，池塘里的水藻越密集白昼时的溶解氧就会比水藻不密集的地方高，夜间就正好相反。再有就是池塘有机物的积累、河蟹的放养密度均会影响增氧效果；在晴天中午上下水层出现热阻力时促进上下水层混合，阴雨天夜晚增加水体溶解氧等[6，9-14]。
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