Gestionarea amoniacului în iazurile de pești

Concentrația de amoniac este, în general, cea mai mică în timpul verii și cea mai mare în timpul iernii.

În timpul iernii

În general se presupune că amoniacul nu este o problemă în timpul iernii, deoarece ratele de hrănire sunt foarte scăzute. (Peștii sunt hrăniți doar în cele mai calde zile de iarnă, de obicei atunci când temperatura apei este mai mare de 50 °F). Cu toate acestea, concentrația de amoniac tinde să fie mai mare în timpul iernii (2,5 până la 4,0 mg/L, sau chiar mai mare) decât în timpul verii (mai puțin de 0,5 mg/L) (Fig. 3).

Concentrația relativ scăzută din timpul verii poate fi atribuită fotosintezei intense a algelor, care elimină amoniacul. În timpul iernii, algele absorb puțin amoniac, dar aprovizionarea cu amoniac continuă, în principal din descompunerea materiei organice care s-a acumulat pe sedimentele iazului în timpul sezonului de creștere. În general, amploarea și durata concentrațiilor ridicate de amoniac la sfârșitul toamnei și iarna pot fi legate de cantitatea totală de hrană adăugată la un iaz în timpul sezonului de creștere precedent.
Criteriul cronic de 30 de zile pentru amoniac (ca azot) în timpul iernii variază de la aproximativ 1,5 la 3,0 mg/L, în funcție de pH. Concentrațiile de amoniac în timpul iernii depășesc de obicei acest criteriu. Acest lucru poate provoca stres la pești într-o perioadă a anului în care sistemul imunitar al peștilor este suprimat din cauza temperaturii scăzute.

După prăbușirea unei înfloriri de alge

Câteva iazuri au înfloriri foarte dense de alge dominate de una sau două specii. Din motive care nu sunt bine înțelese, aceste înfloriri sunt supuse unui colaps spectaculos, adesea numit „crash”, în care toate algele mor brusc. Când se întâmplă acest lucru, concentrația de amoniac crește rapid, deoarece principalul mecanism de eliminare a amoniacului – absorbția algelor – a fost eliminat. Descompunerea rapidă a algelor moarte reduce concentrația de oxigen dizolvat și pH-ul și crește concentrațiile de amoniac și dioxid de carbon. După prăbușirea unei înfloriri de alge, concentrația de amoniac poate crește până la 6-8 mg/L, iar pH-ul poate scădea până la 7,8-8,0. Criteriul cronic de 4 zile, criteriul adecvat care trebuie aplicat în urma prăbușirii unei înfloriri de alge, variază de la aproximativ 2,0 mg/L la un pH de 8,0 la aproximativ 3,0 mg/L la un pH de 7,8. Prin urmare, concentrația de amoniac după prăbușirea unei înfloriri de alge poate depăși criteriul cronic de 4 zile.

Ocazional, în timpul după-amiezelor târzii de la sfârșitul verii sau începutul toamnei

Variația sezonieră a concentrației de amoniac depinde de densitatea algelor și de fotosinteză. Atunci când acestea sunt ridicate, concentrația de amoniac este scăzută. Variația zilnică a concentrației de amoniac toxic, neionizat, depinde de schimbările de pH (de la fotosinteză) și, într-o măsură mult mai mică, de temperatură (Fig. 2). La sfârșitul verii sau la începutul toamnei, concentrația de amoniac începe să crească, dar modificările zilnice ale pH-ului rămân mari. În aceste situații, peștii pot fi expuși la concentrații de amoniac care depășesc criteriul acut timp de câteva ore în fiecare zi. Dacă la sfârșitul după-amiezii pH-ul este de aproximativ 9,0, criteriul acut este de aproximativ 1,5 până la 2,0 mg/L de azot amoniacal total. Concentrațiile totale de amoniac-azot în timpul verii sunt, de obicei, mai mici de 0,5 mg/L, astfel încât este puțin probabil ca peștii să fie stresați dacă pH-ul la sfârșitul după-amiezii este mai mic de 9,0.
Este dificil de a fi mai precis cu privire la riscul de toxicitate a amoniacului din cauza deficiențelor metodologiei utilizate în cercetare. Aproape toate testele de toxicitate a amoniacului sunt efectuate în sisteme care mențin o concentrație constantă de amoniac. Aceste condiții nu reflectă concentrațiile fluctuante de NH3 din iazuri. În consecință, trebuie să fim atenți atunci când aplicăm rezultatele cercetărilor la situațiile de producție. De exemplu, într-un studiu, creșterea somnului de canal expus la o concentrație constantă de amoniac de 0,52 mg/L NH3 a fost redusă cu 50% față de peștii neexpuși. Cu toate acestea, o expunere zilnică de scurtă durată (2 până la 3 ore) la 0,92 mg/L NH3 (așa cum ar putea avea loc în iazuri) nu a afectat creșterea și indicele de conversie a hranei. Faptul că mulți pești se pot aclimatiza la expunerea repetată la concentrații ridicate de amoniac neionizat este un factor care complică și mai mult situația.

Opțiuni de gestionare a amoniacului

În rare ocazii, concentrația de amoniac devine suficient de ridicată pentru a cauza probleme. Ce măsuri practice pot fi luate dacă acest lucru se întâmplă? Răspunsul scurt este – nu prea multe.
Teoretic, există mai multe modalități de a reduce concentrația de amoniac, dar majoritatea abordărilor sunt nepractice pentru iazurile mari utilizate în acvacultura comercială. În cele ce urmează este o discuție despre unele opțiuni, caracterul lor practic și eficiența lor.

Încetați hrănirea sau reduceți rata de hrănire

Sursa primară a aproape întregului amoniac din iazurile de pești este proteina din hrană. Atunci când proteinele din hrană sunt complet descompuse (metabolizate), amoniacul este produs în interiorul peștilor și excretat prin branhii în apa din iaz. Prin urmare, pare rezonabil să se concluzioneze că nivelurile de amoniac din iazuri pot fi controlate prin manipularea ratei de hrănire sau a nivelului de proteine din furaje. Acest lucru este adevărat într-o oarecare măsură, dar depinde dacă doriți să îl controlați pe termen scurt (zile) sau pe termen lung (săptămâni sau luni).
Pe termen scurt, reducerile bruște ale ratei de hrănire au un efect imediat redus asupra concentrației de amoniac. Motivul ecologic pentru acest lucru se bazează pe mișcarea complexă a unor cantități mari de azot de la una dintre numeroasele componente ale ecosistemului iazului la alta. În esență, încercarea de a reduce nivelul de amoniac prin reținerea hranei poate fi comparată cu încercarea de a opri un tren de marfă complet încărcat care circulă cu viteză maximă – se poate face, dar durează mult timp.
Producătorii pot reduce riscul pe termen lung prin ajustarea atât a ratei de hrănire, cât și a nivelului de proteine din hrană. Limitați hrana la cantitatea care va fi consumată. La mijlocul verii, rata maximă de hrănire zilnică ar trebui să fie de 100 până la 125 de lire pe acru. Prin hrănirea conservatoare, se poate minimiza potențialul de amoniac ridicat în iazuri și riscurile asociate cu expunerea sub-letală (boli, conversie slabă a hranei, creștere lentă).

Creșteți aerisirea

Forma toxică a amoniacului (NH3) este un gaz dizolvat, astfel încât unii producători consideră că aerisirea iazului este o modalitate de a scăpa de amoniac, deoarece accelerează difuzia gazului de amoniac din apa iazului în aer. Cu toate acestea, cercetările au demonstrat că aerarea este ineficientă în reducerea concentrației de amoniac deoarece volumul de apă afectat de aeratoare este destul de mic în comparație cu volumul total al iazului și deoarece concentrația de gaz amoniac din apă este de obicei destul de scăzută (în special dimineața). Aerarea intensivă poate, de fapt, să crească concentrația de amoniac deoarece pune în suspensie sedimentele din iaz.

Adaugați var

Mult timp s-a crezut că aplicarea de var în iazuri scade concentrația de amoniac. De fapt, utilizarea agenților de calcar, cum ar fi varul hidratat sau varul rapid, ar putea de fapt să înrăutățească mult o situație potențial proastă, provocând o creștere bruscă și mare a pH-ului. Creșterea pH-ului deplasează amoniacul spre forma care este toxică pentru pești. În plus, calciul din var poate reacționa cu fosforul solubil, eliminându-l din apă și făcându-l indisponibil pentru alge.
În iazurile cu densitate de alge similară, fluctuațiile zilnice ale pH-ului în apele de iaz cu alcalinitate scăzută sunt mai extreme decât cele din apele cu alcalinitate suficientă (mai mare de 20 mg/L ca CaCO3; a se vedea Publicația SRAC nr. 464). Prin urmare, calcarul poate modera valorile extreme ale pH-ului, în special cele care apar la sfârșitul după-amiezii, când fracțiunea de amoniac total care este în formă toxică este cea mai mare. Cu toate acestea, această tehnică este eficientă numai în iazurile cu alcalinitate scăzută. Majoritatea iazurilor pentru pești au o alcalinitate suficientă. Creșterea alcalinității peste 20 mg/L sub formă de CaCO3 nu va aduce beneficii suplimentare. În plus, calcarul nu abordează cauzele profunde ale concentrației ridicate de amoniac; doar schimbă distribuția amoniacului de la forma toxică la cea netoxică prin moderarea pH-ului ridicat de după-amiază.

Fertilizați cu fosfor

Cei mai mulți dintre amoniacurile excretate de pești sunt absorbite de alge, așa că orice lucru care crește creșterea algelor va crește absorbția de amoniac. Acest fapt stă la baza ideii de fertilizare a iazurilor cu îngrășământ cu fosfor pentru a reduce nivelul de amoniac. Cu toate acestea, în condiții „normale” de iaz, în iazurile de pești înmulțirea algelor este foarte densă, iar rata de creștere a algelor este limitată de disponibilitatea luminii, nu de nutrienți precum fosforul sau azotul. Prin urmare, adăugarea de fosfor nu contribuie cu nimic la reducerea concentrației de amoniac, deoarece algele cresc deja cât mai repede posibil în condițiile predominante.
Cele mai mari concentrații de amoniac în iazurile de pești apar după prăbușirea unei înfloriri de alge. Fertilizarea, în special cu fosfor, poate accelera restabilirea înfloririi, dar majoritatea iazurilor au suficient fosfor dizolvat (și alți nutrienți) pentru a susține o înflorire și nu au nevoie de mai mult.

Reduceți adâncimea iazului

Creșterea algelor (și, prin urmare, rata de absorbție a amoniacului de către alge) în iazurile pentru pești este limitată de disponibilitatea luminii. Orice lucru care crește lumina crește absorbția de amoniac. Teoretic, o înflorire densă de alge în iazuri puțin adânci va elimina amoniacul mai eficient decât aceeași înflorire densă în iazuri mai adânci. Totuși, în ansamblu, există probabil mai multe beneficii asociate cu iazurile mai adânci (de exemplu, ușurința de recoltare a peștilor, conservarea apei, temperaturi mai stabile, efectul redus al sedimentării asupra intervalului dintre renovări).

Creșteți adâncimea iazului

Evident, iazurile mai adânci conțin mai multă apă decât iazurile mai puțin adânci. Prin urmare, la o anumită rată de hrănire, iazurile mai adânci ar trebui să aibă concentrații mai mici de amoniac, deoarece există mai multă apă pentru a dilua amoniacul excretat de pești. În realitate, iazurile mai adânci nu au, de obicei, suficientă apă pentru a dilua amoniacul în mod semnificativ în comparație cu cantitățile mari de amoniac în flux constant între diferitele compartimente biotice și abiotice din iazuri. În plus, iazurile mai adânci sunt mai predispuse la stratificare, iar stratul inferior al apei din iaz (hipolimnionul) se poate îmbogăți cu amoniac și poate fi sărăcit în oxigen dizolvat. Atunci când acest strat de apă se amestecă cu apa de suprafață în cadrul unui „turnover”, pot apărea probleme grave de calitate a apei.

Spălați iazul cu apă de fântână

Amoniacul poate fi spălat din iazuri, deși pomparea volumului uriaș de apă necesar pentru a face acest lucru în iazurile comerciale mari este costisitoare, consumatoare de timp și risipitoare în mod inutil. De asemenea, este înșelător de ineficientă ca instrument de gestionare a amoniacului. De exemplu, să presupunem că concentrația de amoniac într-un iaz plin de 10 acri este de 1 mg/L. Concentrația de amoniac după pomparea continuă a 500 gpm timp de 3 zile (echivalentul a aproximativ 8 inci de apă) va fi de 0,90 mg/L, o scădere de numai 0,10 mg/L.
În loc de simpla trecere a apei prin iaz, ca în exemplul de mai sus, să presupunem acum că aproximativ 8 inci de apă sunt evacuați din iaz înainte de reumplerea cu apă din puț. În acest caz, scăderea concentrației de amoniac va fi ușor mai mare (până la 0,83 mg/L), dar chiar și această scădere nu este suficientă într-o situație de urgență, mai ales dacă se ia în considerare timpul suplimentar necesar pentru a scurge apa înainte de reumplere. Diferența dintre cele două scenarii de spălare este legată de amestecul apei din iaz cu apa pompată înainte de evacuare în primul caz.
La fel cum aerisirea cu palete creează o zonă cu o concentrație suficientă de oxigen dizolvat, pomparea apei subterane creează o zonă cu o concentrație relativ scăzută de amoniac adiacentă afluxului de apă. Eficacitatea acestei practici este discutabilă, deoarece nu abordează cauza principală a problemei și risipește apa. Spălarea iazurilor nu numai că este ineficientă, dar este și foarte nedorită din cauza preocupărilor legate de eliberarea efluenților de iaz în mediul înconjurător.

Adaugați amendamente bacteriene

Bacteriile acvatice comune sunt o parte esențială a ciclului constant al amoniacului într-un ecosistem de iaz. Unii oameni cred că amoniacul se acumulează în iazuri din cauza prezenței unui tip greșit sau a unui număr insuficient de bacterii. Dacă acest lucru ar fi adevărat, adăugarea de formule concentrate de bacterii ar rezolva problema. Cu toate acestea, cercetările efectuate cu multe mărci de amendamente bacteriene au dat în mod constant același rezultat: Calitatea apei nu este afectată de adăugarea acestor suplimente.
Managementul standard al iazului creează condiții foarte favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor. Creșterea și activitatea bacteriilor este limitată mai mult de disponibilitatea oxigenului și de temperatură decât de numărul de celule bacteriene. De asemenea, cel mai abundent tip de bacterii în multe amendamente (și în apa și sedimentele iazului) este responsabil pentru descompunerea materiei organice. Prin urmare, dacă amendamentele bacteriene accelerează descompunerea materiei organice, concentrația de amoniac ar crește de fapt, nu ar scădea.
Un alt tip de bacterii din amendamente oxidează amoniacul în nitrați. Adăugarea acestora nu va reduce rapid concentrația de amoniac, deoarece bacteriile trebuie să se dezvolte timp de câteva săptămâni înainte de a exista o populație suficient de mare pentru a afecta nivelul de amoniac.

Adaugați o sursă de carbon organic

Dacă concentrația de oxigen dizolvat este adecvată, adăugarea unei surse de carbon organic, cum ar fi fânul tocat, în iazurile intensive pentru pești poate reduce concentrația de amoniac. Multe bacterii din iazurile de pești sunt „înfometate” de carbon organic, în ciuda adăugării unor cantități mari de hrană. Materia organică din iazurile de pești (celule de alge moarte, materii solide fecale ale peștilor, hrană neconsumată) nu conține raportul optim de nutrienți pentru dezvoltarea bacteriilor. Există mai mult decât suficient azot pentru creșterea bacteriilor, astfel încât excesul este eliberat în apa iazului.
Aducerea de materie organică cu o concentrație mare de carbon în raport cu azotul favorizează „fixarea” sau „imobilizarea” amoniacului dizolvat în apă. Încorporarea amoniacului în celulele bacteriene împachetează azotul într-o formă particulată care nu este toxică pentru pești. Partea proastă a acestei abordări este că este greu de aplicat cantități mari de materie organică în iazurile mari, iar efectul asupra concentrației de amoniac nu este rapid. În plus, aerarea va trebui să fie crescută pentru a face față cererii de oxigen de către cantitățile mari de materie organică în descompunere.

Adaugați materiale schimbătoare de ioni

Certe materiale naturale, numite zeoliți, pot adsorbi amoniacul din apă. Acestea sunt practice pentru a fi utilizate în acvarii sau în alte sisteme de creștere intensivă a peștilor la scară mică, dar sunt impracticabile pentru iazurile cu volume mari de pește.
Câțiva crescători de creveți din Asia de Sud-Est au încercat să facă aplicații lunare de zeolit la 200 până la 400 de kilograme pe acru. Cu toate acestea, cercetările au demonstrat că această practică este ineficientă în ceea ce privește reducerea concentrației de amoniac din iazuri și acum a fost abandonată.

Adaugați acid

În teorie, adăugarea de acid (cum ar fi acidul clorhidric) în apă va reduce pH-ul. Acest lucru poate schimba echilibrul amoniacului pentru a favoriza forma netoxică. Cu toate acestea, este necesară o cantitate mare de acid pentru a reduce pH-ul în iazurile bine tamponate și ar trebui să fie amestecat rapid în tot iazul pentru a preveni „punctele fierbinți” care ar putea ucide peștii. În plus, adăugarea de acid ar distruge o mare parte din capacitatea de tamponare (alcalinitatea) a iazului înainte de a se produce orice modificare a pH-ului. Odată ce concentrația de amoniac este redusă, iazurile tratate ar putea necesita calcar pentru a restabili capacitatea de tamponare. Lucrul cu acizi minerali puternici reprezintă un risc de siguranță pentru lucrătorii din ferme și pentru pești.

Cât de des ar trebui măsurat amoniacul?

Din discuția de mai sus, ați putea presupune că măsurarea amoniacului în iazuri nu este necesară. La urma urmei, cercetările au indicat faptul că o scurtă expunere zilnică la concentrații de amoniac mult mai mari decât cele măsurate în iazurile comerciale nu afectează creșterea peștilor. Și, în rarele ocazii în care amoniacul devine o problemă, nu puteți face nimic în acest sens. Cu toate acestea, există unele circumstanțe speciale în care merită să monitorizați nivelurile de amoniac.
În sudul Statelor Unite, concentrațiile de amoniac din majoritatea iazurilor încep de obicei să crească în septembrie și ating un vârf pe la jumătatea lunii octombrie, la aproximativ 5 sau 6 săptămâni după ultima porțiune de hrănire ridicată. Apoi, aproximativ 2 până la 4 săptămâni mai târziu, concentrațiile de nitriți ating vârful. Acesta este un model general. Nu se aplică tuturor iazurilor, iar problemele legate de amoniac sau nitriți pot apărea cu intensitate variabilă în orice moment, în special între septembrie și martie.
Astfel, magnitudinea creșterii amoniacului la începutul toamnei poate indica severitatea vârfului de nitriți care va urma. Sarea poate proteja peștii împotriva toxicozei cu nitriți (a se vedea Publicația SRAC nr. 462). Dacă în iazuri se adaugă suficientă sare pentru a obține niveluri de clorură de 100-150 mg/L, nu există niciun motiv pentru a măsura amoniacul, chiar și ca indicator al unor concentrații ridicate de nitriți.
Amoniacul ar trebui măsurat o dată la două zile după prăbușirea unei înfloriri de alge și săptămânal în lunile mai reci ale anului pentru a identifica iazurile care pot avea o potențială problemă cu nitriții. În afara acestor perioade, probabil că nu este necesar să se măsoare amoniacul în iazurile de pești.
În concluzie, producătorii de pești nu ar trebui să se alarmeze dacă concentrația de amoniac devine ridicată, deși un nivel ridicat de amoniac indică adesea faptul că concentrațiile de nitriți ar putea crește în curând. În acest caz, fermierii ar trebui să se concentreze pe protejarea peștilor de otrăvirea cu nitriți prin adăugarea de sare, mai degrabă decât pe încercarea de a gestiona problema amoniacului. O vigilență sporită după o prăbușire a algelor este, de asemenea, probabil justificată. De obicei, concentrația de amoniac va scădea din nou odată ce înflorirea se restabilește.
Pentru că nu se pot face prea multe pentru a corecta problemele cu amoniacul odată ce acestea apar, cheia gestionării amoniacului este folosirea unor practici de piscicultură care să minimizeze probabilitatea apariției unor astfel de probleme. Acest lucru înseamnă popularea peștilor la o densitate rezonabilă, recoltarea cât mai des posibil pentru a evita ca recolta pe picior să fie prea mare și utilizarea unor bune practici de hrănire care să maximizeze proporția de hrană consumată de pești.

Click aici pentru a citi despre gestionarea vârfurilor de amoniac la creșterea creveților.