養魚池のアンモニアの管理

1月 7, 2022admin

アンモニア濃度は一般に夏場に最も低く、冬場に最も高くなります。

冬場

冬場は給餌量が非常に少ないので、アンモニアは問題ないと一般には考えられています。 (魚は、冬の最も暖かい日、通常は水温が50°Fより高いときにのみ餌を与えられます)。しかし、アンモニア濃度は、夏季（0.5 mg/L 未満）よりも冬季（2.5 ～ 4.0 mg/L またはそれ以上）の方が高くなる傾向があります（図 3）。

夏の濃度が比較的低いのは、藻類による光合成が盛んで、アンモニアが除去されるためと考えられる。冬季には、藻類はほとんどアンモニアを取り込まないが、成長期に池の底質に蓄積した有機物の分解を主な原因として、アンモニアの供給が継続される。一般に、晩秋から冬にかけての高いアンモニア濃度の大きさと期間は、その前の生育期に池に加えられた飼料の総量に関連付けることができます。
冬のアンモニア（窒素として）の30日慢性基準は、pHに応じて約1.5～3.0 mg/Lの範囲となります。冬のアンモニア濃度は通常この基準値を超えます。

藻の大発生後

池によっては、1つか2つの種に支配された非常に濃い藻の大発生があります。理由はよく分かっていませんが、このようなブルームは、しばしば「クラッシュ」と呼ばれる、すべての藻類が突然死滅する壮絶な崩壊を起こすことがあります。このとき、アンモニア除去の主要なメカニズムである藻類による吸収がなくなるため、アンモニア濃度が急激に上昇する。藻類の死骸の急速な分解により、溶存酸素濃度とpHが低下し、アンモニアと二酸化炭素の濃度が上昇する。藻類の崩壊後、アンモニア濃度は6〜8mg/Lまで上昇し、pHは7.8〜8.0まで低下する可能性がある。藻の崩壊後に適用される適切な基準である4日間慢性基準は、pH8.0で約2.0 mg/L、pH7.8で約3.0 mg/Lの範囲である。

晩夏または初秋の遅い午後に時々

アンモニア濃度の季節的変動は、藻類の密度と光合成に依存します。これらが高いとき、アンモニア濃度は低くなる。有毒な非イオン化アンモニア濃度の日々の変動は、光合成によるpHの変化と、より少ない程度ですが、温度にも依存します（図2）。夏の終わりから秋の初めにかけて、アンモニア濃度は上昇し始めるが、pHの日間変化は依然として大きい。このような状況では、魚は毎日数時間、急性基準値を超えるアンモニア濃度に曝される可能性がある。午後遅くのpHが約9.0の場合、急性基準値は約1.5から2.0mg/Lの総アンモニア性窒素である。夏場の全アンモニア性窒素濃度は通常0.5mg/L未満なので、午後遅くのpHが9.0未満であれば魚がストレスを受けることはまずない。
アンモニア中毒のリスクについてより正確に述べることは、研究で用いられる方法論の欠陥により困難である。ほぼすべてのアンモニア毒性試験は、アンモニア濃度を一定に保ったシステムで実施されています。このような条件は、池の中の変動するNH3濃度を反映していない。したがって、研究結果を生産現場に適用する場合には注意が必要である。例えば、ある研究では、0.52 mg/L NH3 の一定アンモニア濃度に曝されたチャネルキャットフィッシュの成長は、曝されていない魚に比べて 50 パーセント減少している。しかし、0.92 mg/L NH3 に毎日短時間（2～3 時間）暴露しても（池で発生するような）成長および飼料化率に影響はない。

アンモニア管理の選択肢

まれに、アンモニア濃度が問題を起こすほど高くなることがあります。このような場合、どのような対策をとればよいのでしょうか。
理論的には、アンモニア濃度を下げる方法はいくつかありますが、商業的な養殖に使われる大きな池では、ほとんどのアプローチが非現実的です。

給餌をやめるか、給餌量を減らす

養魚池のほぼすべてのアンモニアの主な原因は、飼料に含まれるタンパク質です。飼料のタンパク質が完全に分解（代謝）されると、魚の体内でアンモニアが生成され、エラから池の水中に排泄されます。したがって、池のアンモニア濃度は給餌量や飼料タンパク質の量を操作することでコントロールできると結論づけるのは妥当だと思われます。これはある程度正しいのですが、短期的（数日）にコントロールしたいのか、長期的（数週間、数ヶ月）にコントロールしたいのかによって異なります。
短期的には、給餌量を急激に減らしてもアンモニア濃度にはほとんど影響を与えません。その生態学的な理由は、池の生態系の多くの構成要素の1つから別の構成要素へ、大量の窒素が複雑に移動することに基づいています。要するに、給餌を控えることでアンモニア濃度を下げようとするのは、最高速度で走る満員の貨物列車を止めようとするのと同じです。飼料は消費される量に制限する。真夏の1日の最大給餌量は、1エーカーあたり100から125ポンドにすべきです。

曝気を増やす

アンモニア (NH3) の有毒形態は溶存ガスであり、池の水から空気へのアンモニアガスの拡散を促進するため、一部の生産者は池の曝気がアンモニアを除去する方法の 1 つであると信じています。しかし、エアレーションの影響を受ける水量は池の総水量に比べてかなり少なく、水中のアンモニアガス濃度は通常かなり低いため（特に朝方）、エアレーションがアンモニア濃度の低減に有効でないことが研究で証明されています。

石灰を加える

長い間、池の石灰化がアンモニア濃度を下げると考えられてきました。実際、消石灰や生石灰のような石灰化剤を使うと、pHを急激に大きく上昇させ、潜在的に悪い状況をより悪化させる可能性があります。 pHを上げると、アンモニアが魚に有毒な形に変化してしまいます。
藻類の密度が同じような池では、アルカリ度の低い池のpHの日内変動は、十分なアルカリ度（CaCO3として20 mg/L以上、SRAC出版物No.464を参照）の水より極端である。したがって、石灰化によって極端なpH値、特に全アンモニアのうち有毒な形態の割合が最も高くなる午後遅くに発生するpH値を緩和することができる。しかし、この方法はアルカリ度が低い池にのみ有効である。ほとんどの養魚池は十分なアルカリ性を持っています。アルカリ度をCaCO3として20 mg/L以上に上げても、それ以上の効果は得られない。さらに、石灰化は高いアンモニア濃度の根本的な原因に対処するものではありません。

リンを使って肥料を与える

魚が排泄するアンモニアのほとんどは藻類によって取り込まれるので、藻類の成長を増やすものはアンモニアの取り込みを増やすことになります。この事実が、アンモニアレベルを下げるために池にリン肥料を与えるという考え方の根拠となっています。しかし、「通常の」池の条件下では、養魚池の藻類は非常に密度が高く、藻類の成長速度はリンや窒素などの栄養分ではなく、光の利用可能性によって制限されるのです。
養魚池のアンモニア濃度が最も高くなるのは、藻の大発生が終わった後です。

池の深さを浅くする

養魚池の藻類の成長（および藻類によるアンモニアの取り込み速度）は、光の利用可能性によって制限されます。光を増加させるものはすべて、アンモニアの取り込みを増加させます。理論的には、浅い池に藻類が密生している方が、深い池に同じように密生しているよりも効果的にアンモニアを除去することができます。

池の深さを深くする

明らかに、深い池は浅い池より多くの水を含んでいます。したがって、魚が排泄するアンモニアを希釈する水がより多いので、一定の給餌量では、深い池の方がアンモニア濃度が低くなるはずです。実際には、池の様々な生物的および非生物的区画の間で常に流動している大量のアンモニアと比較すると、深い池には通常、アンモニアを大幅に希釈するのに十分な水がない。さらに、深い池は成層しやすく、池の水の下層（ハイポリムニオン）はアンモニアに富み、溶存酸素が減少する可能性がある。

アンモニアを池から洗い流すことができますが、大規模な商業用池でそのために必要な大量の水を汲み上げることは、コストと時間がかかり、不必要に無駄が多くなります。また、アンモニア管理ツールとしては、だまし討ちになるくらい効果がありません。例えば、10エーカーの満水池のアンモニア濃度が1mg/Lであるとします。上記の例のように、単に池に水を流すのではなく、今度は、約 8 インチの水を池から排出してから井戸水で再充填すると仮定します。この場合、アンモニア濃度の低下はやや大きくなります（0.83 mg/L）が、この低下でも緊急事態には十分ではなく、特に再充填前の排水に必要な余分な時間を考慮すると、十分ではありません。
パドルホイールによる曝気によって十分な溶存酸素濃度のゾーンが形成されるように、地下水の揚水によって流入水に隣接してアンモニア濃度が比較的低いゾーンが形成されるのである。この方法は問題の根本的な原因に対処しておらず、水を浪費しているため、その効果には疑問があります。

バクテリアの改良を加える

一般的な水生バクテリアは、池の生態系におけるアンモニアの一定の循環に不可欠な部分です。アンモニアが池に蓄積するのは、間違った種類のバクテリアか不十分な数のバクテリアが存在するからだと考える人もいます。もしこれが本当なら、濃縮されたバクテリアの製剤を加えることで問題に対処できるはずです。しかし、多くのメーカーのバクテリア改良剤を使った研究では、一貫して同じ結果が得られています。水質は、これらのサプリメントの添加によって影響を受けません。
標準的な池の管理は、細菌の増殖に非常に有利な条件を作成します。

このような状況下において、水質浄化を行うためには、水質浄化剤を添加する必要があります。また、多くの改良剤（および池の水と沈殿物）に含まれる最も豊富な種類のバクテリアは、有機物の分解に関与しています。そのため、もしバクテリアによる改良で有機物の分解が促進されれば、アンモニア濃度は減少するどころか、実際に増加するでしょう。
改良材に含まれる別の種類のバクテリアは、アンモニアを硝酸塩に酸化させます。

有機炭素源を加える

溶存酸素濃度が十分であれば、集約型養魚池に、刻んだ干し草などの有機炭素源を加えると、アンモニア濃度を下げることができます。養魚池の多くのバクテリアは、大量の餌を加えているにもかかわらず、有機炭素に「飢えて」います。養魚池の有機物（藻類の死骸、魚の糞便、食べ残しの飼料）には、バクテリアの増殖に最適な栄養分の比率が含まれていない。
窒素に対して炭素濃度の高い有機物を加えると、水に溶けているアンモニアの「固定化」「不動化」が促進され、バクテリアの増殖に必要な窒素が過剰になり、池の水中に放出されます。アンモニアをバクテリアの細胞に取り込ませることで、窒素を魚に害のない粒子状にするのです。この方法の欠点は、大きな池に大量の有機物を投入することが難しく、アンモニア濃度への効果が急激でないことです。さらに、大量の分解有機物による酸素の需要に対応するために、エアレーションを増やす必要があります。

イオン交換材料を加える

ゼオライトと呼ばれる特定の自然発生材料は、水からアンモニアを吸着させることができます。東南アジアの一部のエビ養殖業者は、1 エーカーあたり 200 ～ 400 ポンドのゼオライトを毎月散布することを試みました。

酸を加える

理論的には、酸 (塩酸など) を水に加えると、pH が下がります。これにより、アンモニアの平衡が、無毒な形態に有利になるようにシフトすることができます。しかし、十分に緩衝された池の pH を下げるには大量の酸が必要で、魚を殺す可能性のある「ホットスポット」を防ぐために、池全体に急速に混ぜる必要があります。さらに、酸を添加すると、pHが変化する前に池の緩衝能力（アルカリ性）の多くが破壊されてしまいます。アンモニア濃度を下げた後、緩衝能力を回復させるために石灰化を行う必要があるかもしれません。

アンモニアはどのくらいの頻度で測定する必要がありますか

上記の議論から、池のアンモニアの測定は不要だと思われるかもしれません。結局のところ、市販の池で測定された値よりもはるかに高いアンモニア濃度に毎日短時間さらされたとしても、魚の成長に影響を与えないということが、研究によって示されています。また、まれにアンモニアが問題になることがありますが、その場合はどうしようもありません。
アメリカ南部では、ほとんどの池で9月にアンモニア濃度が上昇し始め、最後の給餌量の多い時期から5～6週間後の10月中旬頃にピークを迎えます。そして、その2～4週間後に亜硝酸塩濃度がピークに達します。これは一般的なパターンです。すべての池に当てはまるわけではなく、アンモニアや亜硝酸塩の問題はいつでも、特に9月から3月にかけて、強弱をつけて発生します。
したがって、秋口におけるアンモニアの上昇の大きさは、その後に発生する亜硝酸塩の急上昇の深刻さを示すことができるのです。塩分は亜硝酸塩中毒から魚を守ることができます（SRAC出版物No.462を参照）。
アンモニアは、亜硝酸塩の潜在的な問題がある池を特定するために、藻類が崩壊した後は一日おきに、涼しい季節には毎週測定されるべきです。
要するに、アンモニア濃度が高くなっても、魚の生産者は心配する必要はないのですが、アンモニア濃度が高いということは、亜硝酸塩濃度がまもなく上昇する可能性があることを示すことが多いのです。この場合、養殖業者はアンモニアの問題を何とかしようとするよりも、塩を追加して魚を亜硝酸塩中毒から守ることに集中すべきです。藻類のクラッシュの後にも、特別な警戒が必要でしょう。
一度発生したアンモニアの問題を修正することはほとんどできないので、アンモニア管理の鍵は、そのような問題の可能性を最小限に抑える養魚方法を使用することです。

エビの養殖におけるアンモニアスパイクの管理については、こちらをご覧ください。