ORP,是虾塘的关键数据!但是,90%的养殖户都将其忽略了!
氧化还原电位(ORP)是评价虾塘环境质量的重要指标。
氧化还原电位(ORP),是衡量化学物质从电极获取电子或失去电子,并因此被分别氧化或还原趋势的量度。
能够氧化其他物质(使它们失去电子)的物质称为氧化剂,这些物质除去另一种物质的电子。
可以还原其他物质(使它们接受电子)的物质称为还原剂。它们将电子转移到另一种物质上。
化学反应由不同的机制驱动,但水产养殖生产系统中的许多重要反应是氧化还原反应。在氧化反应中,物质失去电子并变得更正,而当物质被还原时,情况正好相反。
另外,氧化还原电位越高,氧化性就越强,氧化还原电位越低,还原性越强。
池塘环境对水产养殖的产量具有决定性作用。当养殖活动持续进行时,由于有机废物的积累,池塘底部条件会退化。有机碳 (OC) 含量是衡量池底污泥状况的指标。高有机碳值意味着基质上有机物的大量积累。
池底土壤中的有机质中含有很大比例的有机碳,可以缓慢而稳定地分解,因此有机碳不是池底污泥状况的敏感指标。底部污泥中废物的积累,创造了一个营养丰富的环境,有利于细菌生长。这些细菌消耗大量氧气,从而导致底部污泥中的缺氧条件。
当氧气含量有限时,细菌会利用其他末端电子受体来分解有机物。在无氧呼吸中,有机化合物和相对氧化的无机离子(NO3 - 、NO2 - 、Fe3 + 、Mn4 + 、SO42- 和CO2 )用作末端电子受体和氧源(氧化剂)在细菌呼吸中。然而,池塘底部的厌氧,会导致产生有毒性的化合物,包括氨、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷。
氧化还原电位,是化学系统中氧化或还原程度的指标,可用于指示池底污泥中的厌氧条件水平。它取决于系统中存在的所有氧化剂和还原剂。在水体中,氧化还原电位与温度、pH值、盐度和氧含量,以及溶解的氧化剂(如臭氧)密切相关。氧化还原电位可以影响由细菌为主引起的物理变化、毒素的产生和矿物质的溶解度,以及与虾在池塘中生活的底部污泥接触的水层的水质。
氧化还原强度,由氧化还原电位决定,符号为Eh,单位为毫伏(mV)。根据其氧化还原电位不同,池底土壤大致可分为4种,400⁓700mV为氧化;100⁓400mV为低氧化;100⁓ -100mV为低还原;和 -300⁓ -100mV为高还原。
高还原的底部物质,表明池塘底部有一层厚厚的厌氧区,可以到达土壤表面,从而增加底部需氧量,将底部土壤中的有毒还原性化合物扩散到水体中,从而出现环境退化和不利对虾生长的现象。底栖需氧量的增加,实际上会导致对虾生长受到抑制,或者虾的死亡。
如果虾池多为土池,那么底泥在养虾环境中起着重要作用。池塘污泥很重要,因为虾是一种底栖生物,大部分时间都在水和土壤的交界处。因此,这种环境的任何变化都可能对虾的状况产生直接影响,包括增加细菌性疾病爆发的风险。底泥的组成是影响对虾营养能量利用的主要因素之一。同时,养殖活动产生的大量有机物和废物积聚在池底污泥中,也可能导致池塘水质恶化。
环境质量的恶化,以及环境的波动会导致动物产生压力,这实际上是在降低它们的免疫力。许多研究表明环境恶化对虾的免疫力有不利影响。然而,大多数养殖户都在关注,例如:溶解氧、温度、盐度、pH、氨和亚硝酸盐的影响,都忽略了氧化还原电位(ORP)因素。要知道,病毒和细菌疾病以及底部沉积物和水质差,是导致虾大量死亡的主要原因。
对虾养殖系统环境质量恶化的程度,取决于集约化养殖的水平和池塘使用的持续时间。高密度养虾会导致未食用饲料、粪便和代谢产物的营养浪费增加,最终积聚在水体和底部沉积物中,并增加水和底物恶化的强度。除了集约化系统中高废弃物积累,对虾的免疫力和整体健康的影响外,高营养的废弃物,还促进机会病原体的生长,这增加了疾病爆发的机会。
当保持一层薄薄的氧化性表层土壤时,可以显着防止许多剧毒还原剂(如硫化氢和亚硝酸盐)扩散到池塘水中。然而,在半集约化和集约化池塘中,土壤-水界面处的高水平有机物质分解,会降低氧化还原电位。并允许还原化合物进入池塘水中,这可能对养殖虾产生伤害。
使用氧化还原电位评估环境质量,已应用于水产养殖。(2015年) 的一项研究发现,循环系统 (RAS) 中养殖时,氧化还原电位在300-320mV时,氧化还原电位对鱼的捕食、饲料比和生长没有影响,鱼不太容易受到细菌感染。作者建议氧化还原电位应高于240-270 mV才能对养殖鱼类产生有利影响。
另外一项研究表明,与-65mV和 -108mV的氧化还原电位水平相比,-206mV的氧化还原电位会降低虾的生长、存活率和产量,并增加虾的饲料比。此外,这一水平还降低了虾对白斑病毒 (WSSV) 的抗性,尤其是在高密度养殖户时。
在对虾养殖中,底层土壤表面的厌氧条件问题,更可能是由于在养殖过程中造成有机物质的积累,因此,在养殖中从池塘中去除底泥将带来不少的好处,这样可以减少池塘底部的氧气需求。
根据Boyd (2016年) 的研究表明,水产养殖池塘应保持好氧条件,在水和土壤之间的氧化还原电位应该高于500mV或更高,当氧化还原电位在0⁓100mV时,会有大量的有害物质产生。
因此,使用篷布池塘,定期清除底部废物,并补充底部溶解氧,将有助于保持虾池环境条件的质量。如果可能,应监测氧化还原电位,尤其是投苗之前,必须对底泥进行必要的处理。