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底泥之組成與藻相關係
■ 廠務處／邱仕彰
養殖池的生態環境簡介
養殖池是屬於很特殊的生態環境，與一般水域生態系不同，在於他屬於一種非常人工化的生態環境。與一般水域生態系相比，有以下特性：
1.能改變這生態系統的變因太多
2.系統內生物種類很少
3.系統可塑性高
4.系統內自我調節能力很差
5.易呈現快速的動態變化
6.系統內的背景條件之間差異很大。
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| 蚊港試驗對照組，藍綠藻為主水色深綠，鰻魚易 生病。 |
以養殖池的能量輸入來源部分，可以分為兩種主要來源，一為日光輻射能與進水時的有機物輸入；另外就是養殖過程中人為的能量輸入，例如飼料、施肥、水車增加的溶氧部分，而這些輸入源，最終都會進入或是與底泥有所關連。所以學理上，在養殖生態環境中，底泥佔有很重要的一個角色。而在傳統經驗上，大家都知道，室外養殖魚蝦的萬年不變的真理，就是『養魚先養水，養水先養土』。因此底泥的管理，是十分重要的課題。而『土』跟『藻』又有什麼關係？而這樣的底泥，他的組成成分為何？對養殖池又有何影響？本篇僅就近期所收集底泥相關國內外的研究資料，配合活菌配套推廣經驗向各位讀者進行介紹。
底泥的組成
養殖池的底泥主要來源有外源與內源兩種，外源就是來自於系統外，例如人工投料、施肥、外部吹進來的風沙等。內源就是來自於內部生成的，例如藻類屍體、排泄物。而這些物質很快的沈入池底與泥沙混合成淤泥。這些淤泥主要成分為黏土、無機鹽類、含氮化合物、腐植質以及淤泥內的生物，而這裡面的生物包含小型原生動物、節肢動物、多毛類等，但主要是細菌。這些淤泥在非高密度養殖池每年累積速度可以超過10～12公分。如果以台灣養殖方法配合傳統水車將淤泥集中在中間的情況，吳郭魚池可能都超過30公分以上。
影響底泥的重要因子-溶氧
水中環境與陸地不同，水中溶氧嚴重偏低，僅只有數PPM而已，而不是空氣中的近20%。因此，在此環境中，氧氣是影響生物分佈最重要的因子。以底泥間隙水中溶氧的分佈來看，可以將污泥分為三層，第一層為有氧層，深度僅有1~2公分之間。該區主要為細菌的分佈層，在此區氮循環過程比較快速。再下去有一定厚度的污泥就為相對無氧層，在該區溶氧量偏低，但也尚可讓細菌作用，但分解作用沒那麼大，這一層的厚度對養殖成果有重大的影響，如果厚的話相對細菌分解力就比較強，底質淨化效果就較佳。有氧層與相對無氧層通稱為活性污泥層，而下一層就為無氧層。而無氧層的細菌相就與活性污泥層不同，且菌數較少，該區呈現還原態，容易產生硫化氫等有毒物質。而污泥中的細菌種類與其作用將於下篇向各位說明。
影響底泥的重要因子-間隙水
與藻類的關係
所謂間隙水，就是在底泥顆粒間隙之間的水分，這裡的水分主要是靠毛細管作用存在於污泥顆粒間隙之中，不像水體中水分很容易快速交換。在活性污泥層中，含有大量有機物物質，所以該區細菌十分的活躍。這些物質經由細菌將有機物礦化分解為氨氮、磷、等簡單化合物，而間隙水會將底泥中高濃度的氨氮、磷、可溶性有機碳等營養鹽，以擴散的方式進入水中，提供藻類營養源。以間隙水中的氨氮 的濃度為例，其濃度為養殖池水體濃度的 100～1000倍。
營養鹽在底泥中的分佈
底泥中的營養鹽，會經過間隙水滲透到水中為浮游植物施肥，而在這淤泥層中，常見的營養鹽 -總有機碳（TOC）、總氮（TN）、總磷（TP），其分佈為何？今以養蝦池為例，為各位說明。在污泥所在深度中，總有機碳（TOC）隨著深度增加而減少。而總氮（TN）也類似，在表層較高，但在5cm內快速減少。這顯示，在表層1~0沈積物不斷累積，因此TOC與TN累積量大，而之下至5公分內，因為細菌量大分解作用強，有機物被利用TOC與TN開始減少。
而有趣的是總磷（TP）與上面情況不同，相反的，卻是在一定深度時，越深反而濃度越高，在這層內TP反而屬於累積性的作用。這現象能解釋活力三號在水產養殖應用機制，將於下一篇說明之。而底泥之中的pH，因為底泥中的呼吸與分解作用，所以底泥的pH都以偏酸居多。
間隙水中重要的營養鹽-氨氮
氨氮是間隙水中無機氮的主要形式，氨氮佔無機氮（硝酸氮NO3-N、亞硝酸氮NO2-N、氨氮NH4-N）的80~100﹪。在間隙水中的所有營養鹽，氨氮是影響養殖生物的最大的因子。一般在養殖過程中，氨氮的濃度介於0.05~1.77 mmole/L之間。氨氮會提供肥分給藻類影響水色，但是氨氮過高時，卻會對養殖物造成傷害，尤其是底棲生物情況更為嚴重。例如當底泥間隙水濃度高於0.36 mmole/L時，對蝦子有危險性。當超過1 mmole/L時，蝦子開始攝食下降，發生黑鰓、紅腿病，而在1.43mmole/L時60天的死亡率高達70﹪。而氨氮與相關的水質檢驗因子，有如下之相關性：有正相關的因子為有機質、COD、硫化物；而負相關則為氧化還原電位。
而影響底泥間隙水中的氨氮濃度
因子如下：
一、水體浮游植物生長
當水體之浮游植物大量增生時，例如增加到每毫升106時，因為大量增生時浮游植物會優先利用氨氮，如此會讓底泥間 隙水中氨氮大幅下降到0.001～0.021mmole/ L。而浮游植物大量繁殖時，底部有機氮 化合物供應不及，會導致瞬間倒藻的可 能。
二、養殖物大量死亡
以蝦子為例，因為蝦子是蝦池最大型 生物，且蝦子死亡不易察覺，所以蝦子死 後開始分解，此時底泥氨氮突然暴增為 1.111 mmole/L，約為平常50倍以上。在養 蝦過程中死亡蝦子會導致水中、池底氨氮 含量過高，間接壓縮蝦子生存空間，爆發 更大的連鎖緊迫。
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| 水色褐色，鰻魚成長正常 |
養殖初期， 如底泥有機質太少，且細 菌分解速率太差，將導致底泥之間隙水氨 氮太低（0.03 mmole/L），間隙水氨氮擴 散到池水數量太少，容易造成水色不穩定 需靠人工肥料施肥穩定水色。因此為養殖 需要所人工施放的有機肥，也會增加間隙 水中的氨氮。而這一點在養殖初期會更明 顯。
四、養殖池位置
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| 試驗池藻相照相 |
養殖池中不同區域因水流的不同，導 致沈積物濃度不同，因此氨氮的分佈是不 同的。例如以一般養殖場都有排污溝設 計，養殖末期氨氮在不同的位置濃度分佈 如下列：排污溝（淤泥匯集處）0.8mmole/ L，池底底泥1.7mmole/L。氨氮不均勻的分 佈，對於養蝦是十分重要的概念，所以蝦 子並不是平均分佈，而是會集中在環境較 佳的區域，例如斑節蝦、草蝦，當底泥表 層（0～1cm）間隙水濃度超過1 mmole/L時，就會逃到乾淨水域，因此降低可生活 面積而造成高密度緊迫。
活力三號營養劑配套對養殖底泥環境改善之應用
簡單來說，池底的淤泥能含蓄大量的營養物質，並能提供多種細菌在此棲息，進行分解作用，將營養鹽經由間隙水的擴散作用，不停的向池水中的浮游藻類不停施肥，維持藻相與水色的穩定。但是這種平衡也可能因為藻類過度繁盛，將間隙水中氨氮耗用殆盡，而導致有倒藻的現象；或是淤泥之中，細菌分解速度太慢導致營養鹽供應不足的現象。
在南部屏東萬丹泰國蝦養殖業者，就仍堅持必須施予一定數量有機糞肥，他們經驗上認為水色比較穩定，這樣的操作經驗經本文分析後是有其道理的。而這種養殖方式如果搭配活力三號營養劑增加細菌分解能力，以及鎂鈣肥防止有機糞肥酸化加速分解，更能維持水色穩定。前田間試驗戶黃照明先生就持續使用本配套，其養殖成果相當穩定。
而在近期拜訪的宜蘭游姓養殖戶、彰化王姓養殖戶，是利用活力三號營養劑來分解在池底太多且無法移除的有機污泥，施用之後在水色穩定情況下，目前草蝦與白蝦生長快速，飼料成本大幅下降是一樣的道理。
在雲林蚊港鰻魚養殖池的初步之田間試驗，試驗戶歐秋宏先生指出，觀察到此配套初步有控制住鰻魚常見惡性疾病愛德華氏症的效果。而且養殖底泥經送往藥毒所謝奉家博士分析，確認活力三號營養劑的活菌可以在底泥中存活，給予觀察到的現象有利的佐證。此功效可以減少藥物使用降低藥物殘留機會，亦可減少因用藥後需大量換水，可節省當地寶貴的水資源。因此，室外養殖實務工作，就是要維持養殖池的動態的生態平衡，在維持這平衡的過程中，活力三號營養劑、鎂鈣肥與即溶肥配套就可以提供適合的解決方案。
下一篇將介紹養殖池生態環境探討-底泥篇二之二（底泥之組成與菌相關係）
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