Az ammónia kezelése a halastavakban
Az ammónia koncentrációja általában nyáron a legalacsonyabb, télen pedig a legmagasabb.
Télen
Az általános feltételezés szerint az ammónia télen nem jelent problémát, mivel az etetési arány nagyon alacsony. (A halak csak a tél legmelegebb napjain táplálkoznak, általában akkor, amikor a vízhőmérséklet magasabb, mint 50 °F). Az ammónia koncentrációja azonban télen általában nagyobb (2,5-4,0 mg/l, vagy még nagyobb), mint nyáron (kevesebb, mint 0,5 mg/l) (3. ábra).
A nyári viszonylag alacsony koncentráció az algák intenzív fotoszintézisének tulajdonítható, amely eltávolítja az ammóniát. Télen az algák kevés ammóniát vesznek fel, de az ammóniaellátás folytatódik, elsősorban a növekedési időszakban a tó üledékén felhalmozódott szerves anyagok bomlásából. Általánosságban elmondható, hogy a késő őszi és téli magas ammóniakoncentrációk nagysága és időtartama összefüggésbe hozható a tóba az előző tenyészidőszakban hozzáadott takarmány teljes mennyiségével.
A téli 30 napos krónikus ammóniakritérium (nitrogén formájában) a pH-tól függően körülbelül 1,5 és 3,0 mg/l között mozog. Az ammónia koncentrációja télen általában meghaladja ezt a kritériumot. Ez stresszt okozhat a halakban egy olyan évszakban, amikor a halak immunrendszere az alacsony hőmérséklet miatt el van nyomva.
Az algavirágzás összeomlása után
Némelyik tóban nagyon sűrű, egy vagy két faj által dominált algavirágzás van. Nem jól ismert okok miatt ezek a virágzások látványos összeomlásnak, gyakran “összeomlásnak” nevezett összeomlásnak vannak kitéve, amikor az összes alga hirtelen elpusztul. Amikor ez bekövetkezik, az ammónia koncentrációja gyorsan megnő, mivel az ammónia eltávolításának fő mechanizmusa – az algák felvétele – megszűnt. Az elhalt algák gyors bomlása csökkenti az oldott oxigén koncentrációját és a pH-t, valamint növeli az ammónia és a szén-dioxid koncentrációját. Az algavirágzás összeomlása után az ammónia koncentrációja 6-8 mg/l-re emelkedhet, a pH pedig 7,8-8,0-ra csökkenhet. A 4 napos krónikus kritérium – az algavirágzás összeomlása után alkalmazandó megfelelő kritérium – körülbelül 2,0 mg/l pH 8,0 és körülbelül 3,0 mg/l között mozog pH 7,8 mellett. Ezért az ammóniakoncentráció az algavirágzás összeomlása után meghaladhatja a 4 napos krónikus kritériumot.
A nyár végén vagy kora ősszel a késő délutáni órákban
Az ammóniakoncentráció szezonális változása az algasűrűségtől és a fotoszintézistől függ. Amikor ezek magasak, az ammóniakoncentráció alacsony. A mérgező, ionizálatlan ammónia koncentrációjának napi változása a pH (fotoszintézisből eredő) változásától és – sokkal kisebb mértékben – a hőmérséklettől függ (2. ábra). Késő nyáron vagy kora ősszel az ammóniakoncentráció növekedni kezd, de a pH napi változásai továbbra is nagyok maradnak. Ilyenkor a halak naponta néhány órán keresztül az akut kritériumot meghaladó ammóniakoncentrációnak lehetnek kitéve. Ha a késő délutáni pH körülbelül 9,0, az akut kritérium körülbelül 1,5-2,0 mg/l teljes ammóniás nitrogén. Az ammónia-nitrogén összkoncentrációja nyáron általában 0,5 mg/L-nél kisebb, így a halak valószínűleg nem lesznek stresszesek, ha a késő délutáni pH 9,0-nál kisebb.
A kutatásokban alkalmazott módszertan hiányosságai miatt nehéz pontosabban meghatározni az ammóniamérgezés kockázatát. Szinte az összes ammóniatoxicitási vizsgálatot olyan rendszerekben végzik, amelyek állandó ammóniakoncentrációt tartanak fenn. Ezek a feltételek nem tükrözik az NH3 ingadozó koncentrációját a tavakban. Ennek megfelelően óvatosnak kell lenni, amikor a kutatási eredményeket termelési helyzetekre alkalmazzuk. Egy vizsgálatban például a 0,52 mg/L NH3 állandó ammóniakoncentrációnak kitett csatornaharcsák növekedése 50 százalékkal csökkent a nem kitett halakhoz képest. A rövid (2-3 órás) napi 0,92 mg/L NH3-nak való kitettség (mint amilyen a tavakban előfordulhat) azonban nem befolyásolta a növekedést és a takarmányátalakítási arányt. További nehezítő tényező, hogy sok hal képes hozzászokni a nem ionizált ammónia magas koncentrációjának való ismételt kitettséghez.
Az ammónia kezelési lehetőségei
Ritkán fordul elő, hogy az ammónia koncentrációja elég magas lesz ahhoz, hogy problémát okozzon. Milyen gyakorlati lépéseket lehet tenni, ha ez bekövetkezik? A rövid válasz: nem sok.
Elméletileg számos módja van az ammóniakoncentráció csökkentésének, de a legtöbb megközelítés nem kivitelezhető a kereskedelmi akvakultúrában használt nagy tavak esetében. Az alábbiakban néhány lehetőséget, azok gyakorlati megvalósíthatóságát és hatékonyságát tárgyaljuk.
Az etetés leállítása vagy az etetési arány csökkentése
A halastavakban lévő ammónia szinte teljes mennyiségének elsődleges forrása a takarmányban lévő fehérje. Amikor a takarmányfehérje teljesen lebomlik (metabolizálódik), ammónia keletkezik a halakban, és a kopoltyúkon keresztül a tó vizébe ürül. Ezért ésszerűnek tűnik az a következtetés, hogy a tavak ammóniaszintje az etetési arány vagy a takarmányfehérje szintjének manipulálásával szabályozható. Ez bizonyos mértékig igaz, de attól függ, hogy rövid távon (napok) vagy hosszú távon (hetek vagy hónapok) akarjuk-e szabályozni.
Rövid távon az etetési arány hirtelen csökkentése kevés azonnali hatással van az ammónia koncentrációjára. Ennek ökológiai oka a nagy mennyiségű nitrogénnek a tó ökoszisztéma számos összetevője közül az egyikből a másikba történő összetett mozgásában rejlik. Lényegében az ammóniaszint csökkentésének kísérlete a takarmány visszatartásával ahhoz hasonlítható, mintha egy teljesen megrakott, nagy sebességgel haladó tehervonatot próbálnánk megállítani – ez megoldható, de hosszú időbe telik.
A termelők hosszú távon csökkenthetik a kockázatot az etetési arány és a takarmányfehérje szintjének módosításával. Korlátozza a takarmányt az elfogyasztott mennyiségre. Nyár közepén a maximális napi takarmányozási mennyiségnek 100-125 fontnak kell lennie hektáronként. Konzervatív takarmányozással minimálisra csökkenthető a magas ammóniatartalom kialakulásának lehetősége a tavakban és a szubletális expozícióval járó kockázatok (betegség, rossz takarmányhasznosítás, lassú növekedés).
A levegőztetés fokozása
Az ammónia mérgező formája (NH3) oldott gáz, ezért egyes termelők szerint a tavak levegőztetése az ammóniától való megszabadulás egyik módja, mivel felgyorsítja az ammóniagáz diffúzióját a tó vizéből a levegőbe. A kutatások azonban kimutatták, hogy a levegőztetés hatástalan az ammónia koncentrációjának csökkentésében, mivel a levegőztetők által érintett vízmennyiség a tó teljes térfogatához képest meglehetősen kicsi, és mivel az ammóniagáz koncentrációja a vízben általában meglehetősen alacsony (különösen a reggeli órákban). Az intenzív levegőztetés valójában növelheti az ammóniakoncentrációt, mivel felfüggeszti a tó üledékét.
Mész hozzáadása
Hosszú ideig úgy gondolták, hogy a tavak meszezése csökkenti az ammóniakoncentrációt. Valójában az olyan meszesítő szerek, mint a hidratált mész vagy a gyorsmész használata valójában sokkal rosszabbá teheti a potenciálisan rossz helyzetet, mivel hirtelen és nagymértékű pH-emelkedést okoz. A pH-érték növelése az ammóniát a halakra mérgező forma felé tolja el. Ezenkívül a mészben lévő kalcium reakcióba léphet az oldható foszforral, eltávolítva azt a vízből, és elérhetetlenné téve azt az algák számára.
A hasonló algasűrűségű tavakban a pH napi ingadozása az alacsony lúgtartalmú tavi vizekben szélsőségesebb, mint a megfelelő lúgtartalmú (20 mg/l-nél nagyobb CaCO3; lásd SRAC 464. sz. kiadvány) vizekben. Ezért a meszezés mérsékelheti a szélsőséges pH-értékeket, különösen azokat, amelyek a késő délutáni órákban fordulnak elő, amikor az összes ammónia mérgező formában lévő része a legmagasabb. Ez a technika azonban csak alacsony lúgosságú tavakban hatékony. A legtöbb halastó elegendő lúgossággal rendelkezik. A lúgosság 20 mg/l fölé emelése CaCO3-ban kifejezve nem jelent további előnyt. Továbbá a meszezés nem kezeli a magas ammóniakoncentráció kiváltó okait; csupán az ammónia eloszlását tolja el a mérgező formáról a nem mérgező formára azáltal, hogy mérsékli a délutáni magas pH-t.
Foszforral trágyázni
A halak által ürített ammónia nagy részét az algák veszik fel, így bármi, ami növeli az algák növekedését, növeli az ammónia felvételét. Ez a tény az alapja annak, hogy az ammóniaszint csökkentése érdekében a tavakat foszfortrágyával trágyázzuk. “Normális” tavi körülmények között azonban az algavirágzás a halastavakban nagyon sűrű, és az algák növekedési ütemét a fény elérhetősége korlátozza, nem pedig az olyan tápanyagok, mint a foszfor vagy a nitrogén. Ezért a foszfor hozzáadása nem csökkenti az ammóniakoncentrációt, mivel az algák már az uralkodó körülmények között a lehető leggyorsabban növekednek.
A halastavak legmagasabb ammóniakoncentrációja az algavirágzás összeomlása után jelentkezik. A trágyázás, különösen foszforral, felgyorsíthatja a virágzás újbóli kialakulását, de a legtöbb tóban elegendő oldott foszfor (és más tápanyag) van a virágzás fenntartásához, és nincs szükség továbbira.
A tó mélységének csökkentése
Az algák növekedését (és így az algák ammóniafelvételének sebességét) a halastavakban a rendelkezésre álló fény korlátozza. Bármi, ami növeli a fényt, növeli az ammóniafelvételt. Elméletileg a sekély tavakban lévő sűrű algavirágzás hatékonyabban távolítja el az ammóniát, mint az ugyanilyen sűrű algavirágzás a mélyebb tavakban. Összességében azonban valószínűleg több előnye van a mélyebb tavaknak (pl. a halak könnyebb lehalászása, vízmegőrzés, stabilabb hőmérséklet, az üledékképződés kisebb hatása a felújítások közötti időközre).
Növeljük a tó mélységét
A mélyebb tavak nyilvánvalóan több vizet tartalmaznak, mint a sekélyebb tavak. Ezért adott etetési arány mellett a mélyebb tavakban alacsonyabb ammóniakoncentrációnak kell lennie, mivel több víz hígítja a halak által ürített ammóniát. A valóságban a mélyebb tavakban általában nincs elég víz az ammónia jelentős hígításához, ha összehasonlítjuk a tavak különböző biotikus és abiotikus kompartmentjei között folyamatosan áramló nagy mennyiségű ammóniával. Továbbá a mélyebb tavak nagyobb valószínűséggel rétegződnek, és a tó vizének alsó rétege (a hipolimnion) feldúsulhat ammóniával és kimerülhet oldott oxigénben. Amikor ez a vízréteg “fordulóban” keveredik a felszíni vízzel, súlyos vízminőségi problémák léphetnek fel.
Öblítsük át a tavat kútvízzel
Az ammónia kiöblíthető a tavakból, bár az ehhez szükséges hatalmas vízmennyiség szivattyúzása a nagy kereskedelmi tavak esetében költséges, időigényes és szükségtelenül pazarló. Ammóniakezelési eszközként is megtévesztően hatástalan. Tegyük fel például, hogy egy teli, 10 hektáros tóban az ammóniakoncentráció 1 mg/l. Az ammóniakoncentráció 3 napon át folyamatosan 500 g/perc szivattyúzás után (ami körülbelül 8 hüvelyknyi víznek felel meg) 0,90 mg/L lesz, ami mindössze 0,10 mg/L csökkenést jelent.
Ahelyett, hogy a fenti példához hasonlóan egyszerűen átfuttatnánk a vizet a tavon, tegyük fel, hogy körülbelül 8 hüvelyknyi vizet engedünk ki a tóból, mielőtt újra feltöltjük kútvízzel. Ebben az esetben az ammóniakoncentráció csökkenése valamivel nagyobb lesz (0,83 mg/L-re), de vészhelyzetben még ez a csökkenés sem elegendő, különösen, ha figyelembe vesszük a víz újratöltés előtti leeresztéséhez szükséges többletidőt. A két átöblítési forgatókönyv közötti különbség az első esetben a tó vizének a szivattyúzott vízzel való keveredésével függ össze a leeresztés előtt.
Amint ahogy a lapátkerekes levegőztetés létrehoz egy megfelelő oldott oxigénkoncentrációjú zónát, úgy a talajvíz szivattyúzása egy viszonylag alacsony ammóniakoncentrációjú zónát hoz létre a vízbeáramlás mellett. Ennek a gyakorlatnak a hatékonysága megkérdőjelezhető, mivel nem kezeli a probléma kiváltó okát, és pazarolja a vizet. A tavak átöblítése nem csak hatástalan, de a tavi szennyvíz környezetbe való kibocsátásával kapcsolatos aggályok miatt rendkívül nem is kívánatos.
Bakteriális módosítások hozzáadása
A gyakori vízi baktériumok alapvető részét képezik az ammónia folyamatos körforgásának a tavi ökoszisztémában. Egyesek úgy vélik, hogy az ammónia azért halmozódik fel a tavakban, mert nem megfelelő típusú vagy nem megfelelő számú baktérium van jelen. Ha ez igaz lenne, akkor koncentrált baktériumkészítmények hozzáadása megoldaná a problémát. A számos márkájú baktérium-módosítással végzett kutatások azonban következetesen ugyanazt az eredményt adták: A vízminőséget nem befolyásolja ezeknek a kiegészítőknek a hozzáadása.
A szokásos tógazdálkodás nagyon kedvező feltételeket teremt a baktériumok szaporodásához. A baktériumok növekedését és aktivitását inkább az oxigén elérhetősége és a hőmérséklet korlátozza, mint a baktériumsejtek száma. Emellett a baktériumok számos kiegészítésben (valamint a tóvízben és az üledékben) leggyakrabban előforduló típusa a szerves anyagok lebontásáért felelős. Ezért, ha a baktériumos módosítások felgyorsítják a szerves anyagok lebomlását, az ammónia koncentrációja valójában növekedne, nem pedig csökkenne.
A módosításokban lévő baktériumok egy másik fajtája az ammóniát nitráttá oxidálja. Ezek hozzáadása nem csökkenti gyorsan az ammóniakoncentrációt, mert a baktériumoknak több hétig kell növekedniük, mielőtt elég nagy populáció alakulna ki ahhoz, hogy az ammónia szintjét befolyásolja.
Organikus szénforrás hozzáadása
Ha az oldott oxigén koncentrációja megfelelő, szerves szénforrás, például aprított széna hozzáadása az intenzív halastavakhoz csökkentheti az ammóniakoncentrációt. Sok baktérium a halastavakban a nagy mennyiségű takarmány hozzáadása ellenére is “éhezik” a szerves szénre. A halastavak szerves anyagai (elhalt algasejtek, halak ürülékének szilárd részei, meg nem evett takarmány) nem tartalmazzák a tápanyagok optimális arányát a baktériumok növekedéséhez. A baktériumok növekedéséhez több mint elegendő nitrogén van, így a felesleg a tó vizébe kerül.
A nitrogénhez képest magas szénkoncentrációjú szerves anyag hozzáadása elősegíti a vízben oldott ammónia “megkötését” vagy “immobilizálását”. Az ammónia beépülése a baktériumsejtekbe a nitrogént olyan részecskeformába csomagolja, amely nem mérgező a halak számára. Ennek a megközelítésnek az a hátránya, hogy nagy mennyiségű szerves anyagot nehéz nagy tavakba juttatni, és az ammóniakoncentrációra gyakorolt hatás nem gyors. Ráadásul a levegőztetést is fokozni kell a nagy mennyiségű lebomló szerves anyag oxigénigényének kielégítéséhez.
Ioncserélő anyagok hozzáadása
A természetben előforduló bizonyos anyagok, az úgynevezett zeolitok képesek az ammóniát a vízből adszorbeálni. Ezek praktikusan használhatók akváriumokban vagy más kis méretű, intenzív haltartó rendszerekben, de nagy mennyiségű halastavak esetében nem kivitelezhetőek.
Néhány garnélaráktenyésztő Délkelet-Ázsiában kipróbálta a zeolit havi 200-400 font/hektár mennyiségben történő alkalmazását. A kutatások azonban kimutatták, hogy ez a gyakorlat hatástalan a tavak ammóniakoncentrációjának csökkentésében, és mára már felhagytak vele.
Sav hozzáadása
Előzetesen a vízhez adott sav (például sósav) csökkenti a pH-értéket. Ez eltolhatja az ammónia egyensúlyát a nem mérgező forma javára. A jól pufferelt tavakban azonban nagy mennyiségű savra van szükség a pH csökkentéséhez, és azt gyorsan kell keverni az egész tóban, hogy elkerüljük a “forró pontokat”, amelyek megölhetik a halakat. Továbbá a sav hozzáadása a tó pufferkapacitásának (lúgosságának) nagy részét elpusztítaná, mielőtt bármilyen pH-változás bekövetkezhetne. Amint az ammóniakoncentráció csökken, a kezelt tavakban meszezésre lehet szükség a pufferkapacitás helyreállításához. Az erős ásványi savakkal való munka biztonsági kockázatot jelent a gazdaságban dolgozók és a halak számára.
Hányszor kell mérni az ammóniát?
Az előzőekben leírtak alapján feltételezhetjük, hogy az ammónia mérése a tavakban szükségtelen. Végül is a kutatások azt mutatják, hogy a kereskedelmi tavakban mértnél jóval magasabb ammóniakoncentrációnak való rövid napi kitettség nem befolyásolja a halak növekedését. Azokban a ritka esetekben pedig, amikor az ammónia mégis problémává válik, semmit sem lehet tenni ellene. Van azonban néhány különleges körülmény, amikor érdemes figyelemmel kísérni az ammóniaszintet.
Az Egyesült Államok déli részén a legtöbb tóban az ammóniakoncentráció általában szeptemberben kezd emelkedni, és október közepe táján, körülbelül 5-6 héttel a magas etetési arányok utolsó szakasza után tetőzik. Ezután, körülbelül 2-4 héttel később a nitritkoncentráció is tetőzik. Ez egy általános minta. Nem minden tóra érvényes, és az ammónia- vagy nitritproblémák változó intenzitással bármikor előfordulhatnak, különösen szeptember és március között.
Az ősz eleji ammónia-emelkedés nagysága tehát jelezheti az ezt követő nitrit-kiugrás súlyosságát. A só megvédheti a halakat a nitrit-toxikózis ellen (lásd az SRAC 462. számú kiadványát). Ha a tavakba annyi sót adagolnak, hogy a kloridszint 100-150 mg/l legyen, akkor nincs ok az ammónia mérésére, még a magas nitritkoncentráció előrejelzéseként sem.
Az ammóniát az algavirágzás összeomlása után minden második napon, az év hűvösebb hónapjaiban pedig hetente kell mérni, hogy azonosítani lehessen azokat a tavakat, amelyekben potenciális nitritprobléma léphet fel. Ezeken az időszakokon kívül valószínűleg nem szükséges mérni az ammóniát a halastavakban.
Összefoglalva, a haltermelőknek nem kell megijedniük, ha az ammóniakoncentráció emelkedik, bár a magas ammóniaszint gyakran jelzi, hogy a nitritkoncentráció hamarosan emelkedhet. Ebben az esetben a tenyésztőknek inkább arra kell összpontosítaniuk, hogy só hozzáadásával megvédjék a halakat a nitritmérgezéstől, mintsem arra, hogy az ammóniaproblémát próbálják kezelni. Valószínűleg az algásodás után is indokolt a fokozott éberség. Általában az ammóniakoncentráció ismét csökkenni fog, amint a virágzás újra kialakul.
Miatt az ammóniával kapcsolatos problémák kialakulása után már csak keveset lehet tenni, az ammónia kezelésének kulcsa az olyan haltenyésztési gyakorlatok alkalmazása, amelyek minimalizálják az ilyen problémák valószínűségét. Ez azt jelenti, hogy a halakat ésszerű sűrűségben kell telepíteni, a lehető leggyakrabban kell lehalászni, hogy az álló állomány ne legyen túl nagy, és olyan helyes takarmányozási gyakorlatot kell alkalmazni, amely maximalizálja a halak által elfogyasztott takarmány arányát.
A garnélaráktenyésztés során az ammónia-kiugrások kezeléséről ide kattintva olvashat.