氮的循環及氨氮、亞硝酸鹽對魚體健康的影響

張紹波 李改娟 戴 欣

（1 榆樹市水產技術推廣站 吉林 榆樹 130400）（2 吉林省水產科學研究院）（3 松遼流域水資源保護局 吉林 長春 130033）

魚類進食、呼吸、糞便排泄、繁殖、吸收和排泄鹽類等行為全部都發生在水中，因此水質的好壞直接影響著魚類的健康程度和水產品的安全性。

1 氮的循環

氮的循環是水產養殖生態系統中物質循環的重要環節，養殖水體中氮的多少關系到水產養殖生態系統中物質能量的轉化。氮是浮游植物生長所必需的，是組成蛋白質的重要成分，也是一些微生物參與生化反應的媒介。氮在水中存在的形式有：硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨、銨及不同形式的有機氮。在養殖水體中，這些含氮化合物在水中經氨化、硝化、反硝化等作用，組成了氮的循環系統。

1.1 硝化作用

硝化作用：包括含氮有機物的氨化和氨的氧化過程。氨化作用可在有氧或厭氧條件下將含有氮的有機物氧化為氨氮。氨的氧化過程分兩個階段，首先是氨在亞硝化細菌的作用下被氧化為亞硝酸鹽，亞硝化細菌主要有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬等；然后亞硝酸鹽在硝化細菌的作用下被氧化為硝酸鹽，硝化細菌主要有硝化桿菌屬、硝化球菌屬等。硝化作用主要受水體中溶解氧、pH和溫度的影響。硝化作用最適宜的pH范圍為弱堿性，在一定pH值環境中，溫度越高，溶解氧越豐富，硝化作用越快。硝化過程可用公式表示如下：

1.2 反硝化作用

反硝化作用又可稱為硝酸鹽呼吸或硝酸鹽還原。硝酸鹽還原又有同化性硝酸鹽還原和異化性硝酸鹽還原之分。大多數細菌、放線菌和真菌都能以硝酸氮為營養，將硝酸還原為氨，進而合成氨基酸、蛋白質和其他含氮有機物。這種硝酸鹽還原是同化性質的，故稱為同化性硝酸鹽還原。另外一些微生物可將硝酸鹽逐級還原為N2O和N2等氣態產物而逸出水體，這是異化脫氮過程，故稱為異化性硝酸鹽還原。反硝化作用適宜的溫度是20~35℃，反硝化速率一般隨著溫度的升高而增大。反硝化作用適宜的pH值為7.0~8.5之間。反硝化過程可用公式表示如下：

養殖水體中存在的各種形態的氮發生著某種程度的轉化，這種轉化構成了氮的一個復雜的動態循環，對于這些過程，貝哈拉諾歸納出了氮的循環過程如圖1。

圖1 氮的循環過程

2 氨氮對魚體健康的影響

2.1 氨氮存在形式

氨氮是魚類的排泄物、殘餌、及動植物尸體等含氮有機物分解的終產物。在水體中氨氮（NH3-N）以非離子氨（NH3）或銨鹽（NH4+）兩種形態存在，并不斷地按下式相互轉化達成動態平衡。影響兩者動態平衡的是水體的pH值和溫度。

其中非離子氨因為不帶電荷，具有較強的脂溶性，能夠穿透細胞膜，而表現出毒性效應，因此對魚類構成危害的主要是非離子氨。而目前水質分析中所測氨氮為總氨氮。表1為非離子氨占總氨氮的百分比，受水溫和pH影響的換算表。

表1 不同溫度、不同pH值的溶液中NH3占總氨氮的百分含量

2.2 非離子氨（NH3）的毒性

不同品種、不同時期的魚類對氨的耐受性有所不同。對大多數養殖的淡水魚而言，水體中非離子氨NH3≤0.02mg/L是相對安全的，當氨含量超過某一臨界值時會導致魚類死亡。

水體中氨的濃度較低時，魚類會發生氨的慢性中毒會造成魚體肝、腎等組織損害，對于肝切片鏡檢可以發現肝細胞空泡化現象和腎組織損害，膽囊腫大，腸壁松軟透明，有出血點。

較高濃度的氨接觸魚體粘膜或表皮時，可以吸收其水分，堿化脂肪，造成組織壞死，使深層組織受損，會使魚的次級腮絲上皮腫脹，粘膜增生，柱狀細胞完全分解，使原來排列整齊的鰓小片產生扭曲，鰓上皮增生，甚至出現鰓小片融合。由于對于魚鰓的危害，使魚從水中獲取氧的能力降低，甚至使魚窒息死亡。

魚類發生氨急性中毒，表現為嚴重不安，由于堿性水質具有較強的刺激性，使魚類體表粘液增多，體表充血，鰓部及鰭條基部出血明顯，魚在水體表面游動，死亡前眼球突出，張大口掙扎。魚體及血液有氨的蓄積。中毒初期的魚放入清水中可恢復正常，對于鯉魚類急性毒性范圍在0.5~1.8mg/L，回避閥濃度約為1mg/L。

2.3 魚類非離子氨中毒診斷特征

a.水面游動，張大口掙扎；b.眼球突出；c.體表粘液增多；d.鰓部受損、鰓蓋張開；e.水體呈堿性；f.魚體鰓部及水體有氨刺激氣味。

2.4 水體內氨氮的調節

在養殖生產中，要定期檢測并控制水中的氨氮指標，水體內氨氮的調節可以分為減少氨氮的來源和加速非離子氨的無害化處理。

2.4.1 減少氨氮來源的方法 調制氨基酸平衡的飼料和控制適宜的飼料蛋白質含量；投餌技術方面，應根據水環境的各項指標調整投飼率，以魚吃八成飽為宜，投餌時間間隔上，仔魚至少1~1.5h，成魚至少2~2.5h；做好清除淤泥和殘餌的工作，根據情況少施或不施氮肥。

2.4.2 加速非離子氨的無害化處理 包括如下措施，更換新水；下調pH或溫度；利用化學吸附作用；培植藻類及浮萍等水生植物；向養殖水體加入有益微生物如光合細菌及益生康等。

3 亞硝酸鹽對魚體健康的影響

水中亞硝酸鹽氮是標志水體被有機物污染的指標之一。亞硝酸鹽是氨轉化成硝酸過程中的中間產物，在這一過程中，一旦硝化過程受阻，亞硝酸鹽就會在水體內積累，就會成為水產動物的致病根源。

3.1 亞硝酸鹽的毒性

各國頒布的漁業水質標準中對亞硝酸鹽安全濃度的規定差異很大，從0.01mg/L到0.1mg/L不等，一般亞硝酸鹽安全濃度不超過0.1mg/L。

當養殖水體中存在亞硝酸鹽時，魚類血液中的亞鐵血紅蛋白被其氧化成高鐵血紅蛋白，從而抑制血液的載氧能力，最終使魚呼吸困難,窒息而死。亞硝酸鹽在水產養殖中是誘發暴發性疾病的重要環境因子。

當水中亞硝酸鹽達到0.1mg/L時，魚類紅細胞數量和血紅蛋白數量逐漸減少，血液載氧能力逐漸喪失，會造成魚類慢性中毒。此時魚類攝食量降低，鰓組織出現疾病，呼吸困難，騷動不安。

當亞硝酸鹽達到0.5mg/L時，魚類某些代謝器官的功能失常，體力衰退，此時很容易患病。很多情況下全池暴發疾病而死亡就是因為亞硝酸鹽過高造成的。

3.2 魚類亞硝酸鹽中毒診斷特征

a.攝食量降低，活動力減弱，魚體消瘦，體表無光澤，見人回避反應遲鈍；b.病魚體色發黑，成群浮在水面上，好似缺氧浮頭，呼吸困難。

3.3 減少水體中亞硝酸鹽的濃度或促進無害轉化

亞硝酸鹽是廣泛存在于水體的一種物質，是水體氮循環的產物之一，要使水體中完全不存在是不可能的，只能在養殖過程中嚴格控制其濃度。從長遠考慮，長期保持溶解氧在5-6mg/L，pH在7.0-8.5之間，有利于無害轉化；調整微生態平衡（補充硝化細菌或亞硝化細菌）也是一種長效方式；對于急救，可以用強氧化劑強制氧化；如果有可能徹底換水也是一種很好的方法。

總之，在水產養殖過程中，了解養殖水體中氮的循環過程及存在形式，動態地控制和掌握水體中氮的含量，對調整和改善養殖水體生態結構、提高養殖產量和水產品質量無疑是相當重要的。