يُعدّ الأكسجين المذاب مصدر قلق كبير في مجال الاستزراع المائي. إليكم السبب.

يناقش البروفيسور بويد متغيرًا حاسمًا يسبب الإجهاد، والذي قد يؤدي إلى الموت أو فقدان الشهية، وبطء النمو، وزيادة القابلية للإصابة بالأمراض.

من المعروف لدى العاملين في مجال الاستزراع المائي أن توافر الكائنات الحية الغذائية الطبيعية يحد من إنتاج الروبيان ومعظم أنواع الأسماك في الأحواض إلى حوالي 500 كيلوغرام للهكتار الواحد لكل محصول. في الاستزراع شبه المكثف باستخدام الأعلاف المصنعة وتغيير المياه يوميًا دون تهوية، يمكن أن يصل الإنتاج عادةً إلى 1500-2000 كيلوغرام للهكتار الواحد لكل محصول، ولكن مع زيادة الإنتاج، تتسبب كمية العلف اللازمة في ارتفاع خطر انخفاض تركيز الأكسجين المذاب. لذا، يُعد الأكسجين المذاب عاملًا حاسمًا في تكثيف إنتاجية الاستزراع المائي في الأحواض.

يمكن استخدام التهوية الميكانيكية لزيادة كمية العلف المُدخلة وتحقيق إنتاجية أعلى. كل حصان لكل هكتار من التهوية يُتيح إنتاج ما بين 10 و12 كيلوغرامًا من العلف يوميًا لمعظم أنواع المحاصيل. ولا يُعدّ إنتاج ما بين 10,000 و12,000 كيلوغرام للهكتار الواحد من المحصول أمرًا نادرًا مع معدلات التهوية العالية. ويمكن تحقيق إنتاجية أعلى في البرك والأحواض المُبطّنة بالبلاستيك مع معدلات تهوية عالية.

نادرًا ما نسمع عن حالات اختناق أو إجهاد ناتج عن نقص الأكسجين في إنتاج الدجاج والخنازير والأبقار التي تُربى بكثافة عالية، لكن هذه الظواهر شائعة جدًا في الاستزراع المائي. وسنشرح أسباب أهمية الأكسجين المذاب في الاستزراع المائي.

يحتوي الهواء القريب من سطح الأرض على 20.95% أكسجين، و78.08% نيتروجين، ونسب ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون وغازات أخرى. تبلغ كمية الأكسجين الجزيئي اللازمة لتشبع المياه العذبة عند الضغط الجوي القياسي (760 ملليلتر زئبق) ودرجة حرارة 30 درجة مئوية 7.54 ملليغرام لكل لتر (ملغم/لتر). وبطبيعة الحال، خلال النهار، عندما تتم عملية التمثيل الضوئي، يكون ماء البركة عادةً مشبعًا بالأكسجين المذاب (قد يصل تركيزه إلى 10 ملليغرام/لتر أو أكثر في المياه السطحية)، لأن إنتاج الأكسجين عن طريق التمثيل الضوئي يفوق فقدانه عن طريق التنفس والانتشار في الهواء. أما في الليل، عندما يتوقف التمثيل الضوئي، ينخفض ​​تركيز الأكسجين المذاب، وغالبًا ما يُعتبر أقل من 3 ملليغرام/لتر الحد الأدنى المقبول لمعظم أنواع الأحياء المائية المستزرعة.

تتنفس الحيوانات البرية الهواء للحصول على الأكسجين الجزيئي، الذي يُمتص عبر الحويصلات الهوائية في رئتيها. أما الأسماك والروبيان، فتضطر إلى ضخ الماء عبر خياشيمها لامتصاص الأكسجين الجزيئي من خلال صفائحها الخيشومية. ويتطلب جهد التنفس أو ضخ الماء عبر الخياشيم طاقة تتناسب مع وزن الهواء أو الماء.

سيتم حساب أوزان الهواء والماء اللازمة للتنفس أو الضخ لتعريض أسطح الجهاز التنفسي لـ 1.0 ملغ من الأكسجين الجزيئي. ولأن الهواء يحتوي على 20.95% من الأكسجين، فإن حوالي 4.8 ملغ من الهواء ستحتوي على 1.0 ملغ من الأكسجين.

في حوض لتربية الروبيان، يحتوي الماء على ملوحة 30 جزءًا في الألف عند درجة حرارة 30 درجة مئوية (كثافة الماء = 1.0180 غ/لتر)، يبلغ تركيز الأكسجين المذاب عند التشبع بالهواء الجوي 6.39 ملغ/لتر. يحتوي حجم 0.156 لتر من الماء على 1.0 ملغ من الأكسجين، ويزن 159 غرامًا (159,000 ملغ). وهذا يزيد 33,125 مرة عن وزن الهواء الذي يحتوي على 1.0 ملغ من الأكسجين.

المزيد من الطاقة التي تستهلكها الحيوانات المائية
يحتاج الروبيان أو السمك إلى بذل طاقة أكبر بكثير للحصول على نفس كمية الأكسجين التي يبذلها حيوان بري. وتتفاقم المشكلة عندما ينخفض ​​تركيز الأكسجين المذاب في الماء، إذ يتطلب ذلك ضخ كمية أكبر من الماء عبر الخياشيم لتعريضها لـ 1.0 ملغ من الأكسجين.

عندما تستهلك الحيوانات البرية الأكسجين من الهواء، يُستعاد الأكسجين بسهولة، لأن الهواء يدور بحرية نظرًا لكثافته المنخفضة مقارنةً بالماء. على سبيل المثال، تبلغ كثافة الهواء عند 25 درجة مئوية 1.18 غ/لتر، بينما تبلغ كثافة الماء العذب عند نفس درجة الحرارة 995.65 غ/لتر. في أنظمة الاستزراع المائي، يجب تعويض الأكسجين المذاب الذي تستهلكه الأسماك أو الروبيان عن طريق انتشار الأكسجين الجوي في الماء، وتُعد دورة الماء ضرورية لنقل الأكسجين المذاب من سطح الماء إلى عمود الماء بالنسبة للأسماك، أو إلى القاع بالنسبة للروبيان. الماء أثقل من الهواء، وبالتالي يدور ببطء أكبر، حتى مع استخدام وسائل ميكانيكية مثل أجهزة التهوية.

يحتوي الماء على كمية أقل بكثير من الأكسجين مقارنةً بالهواء؛ ففي حالة التشبع ودرجة حرارة 30 درجة مئوية، تبلغ نسبة الأكسجين في الماء العذب 0.000754% (بينما تبلغ في الهواء 20.95%). ورغم أن الأكسجين الجزيئي يستطيع الوصول بسرعة إلى الطبقة السطحية من الماء، فإن حركة الأكسجين المذاب عبر كامل الكتلة المائية تعتمد على معدل اختلاط الماء المشبع بالأكسجين على السطح مع باقي الكتلة المائية بفعل الحمل الحراري. ويمكن أن تؤدي الكتلة الحيوية الكبيرة من الأسماك أو الروبيان في البركة إلى استنزاف الأكسجين المذاب بسرعة.

يُعدّ توفير الأكسجين أمراً صعباً
يمكن توضيح صعوبة تزويد الأسماك أو الروبيان بالأكسجين على النحو التالي. تسمح المعايير الحكومية بوجود حوالي 4.7 شخص لكل متر مربع في الفعاليات الخارجية. بافتراض أن متوسط ​​وزن كل شخص هو 62 كيلوغرامًا، فإن الكتلة الحيوية البشرية ستكون 2,914,000 كيلوغرام/هكتار. تحتاج الأسماك والروبيان عادةً إلى حوالي 300 ملليغرام من الأكسجين لكل كيلوغرام من وزن الجسم في الساعة للتنفس. يمكن لهذا الوزن من الكتلة الحيوية للأسماك أن يستنفد الأكسجين المذاب في بركة مياه عذبة سعتها 10,000 متر مكعب، مشبعة بالأكسجين عند درجة حرارة 30 درجة مئوية، في غضون 5 دقائق تقريبًا، مما يؤدي إلى اختناق الحيوانات المستزرعة. في المقابل، لن يواجه 47 ألف شخص لكل هكتار في فعالية خارجية أي صعوبة في التنفس بعد عدة ساعات.

يُعد الأكسجين المذاب متغيرًا حاسمًا لأنه يمكن أن يقتل حيوانات الاستزراع المائي بشكل مباشر، ولكن على المدى الطويل، يؤدي انخفاض تركيز الأكسجين المذاب إلى إجهاد الحيوانات المائية مما يؤدي إلى ضعف الشهية وبطء النمو وزيادة القابلية للإصابة بالأمراض.

موازنة كثافة الحيوانات ومدخلات الأعلاف
يرتبط انخفاض مستوى الأكسجين المذاب أيضًا بوجود نواتج أيضية سامة محتملة في الماء، تشمل ثاني أكسيد الكربون والأمونيا والنتريت والكبريتيد. وكقاعدة عامة، في البرك التي تكون فيها خصائص جودة المياه الأساسية لمصدرها مناسبة لتربية الأسماك والروبيان، ستكون مشاكل جودة المياه نادرة طالما تم ضمان تركيز كافٍ من الأكسجين المذاب. ويتطلب ذلك موازنة معدلات التخزين والتغذية مع توافر الأكسجين المذاب من خلال المصادر الطبيعية أو عن طريق التهوية في نظام الاستزراع.

في تربية الأحياء المائية الخضراء في البرك، يكون تركيز الأكسجين المذاب بالغ الأهمية ليلاً. أما في أنواع التربية الحديثة الأكثر كثافة، فيزداد الطلب على الأكسجين المذاب، ويجب الحفاظ على تركيزه باستمرار عن طريق التهوية الميكانيكية.

https://www.alibaba.com/product-detail/RS485-WIFI-4G-GPRS-LORA-LORAWAN_62576765035.html?spm=a2747.product_manager.0.0.771371d2LOZoDB

تتوفر لدينا مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار جودة المياه للاطلاع عليها، ونرحب باستشارتكم.