Сильные концентрации железа отрицательно влияют на раков; это влияние еще более усиливается в условиях кислой среды. Допустимым количеством железа для раководных прудов считается 1,5–2 мг/л.
Марганец имеет большое значение для развития водорослей, которые хорошо растут, если в воде находится 0,001 мг/л марганца. В теле раков содержится 0,14-0,31 мг марганца на 1 кг веса.
Медь служит катализатором внутриклеточных процессов и поэтому стимулирует процесс развития водорослей. Замечено, что при недостатке ионов меди прекращается «цветение» воды. Медь содержится в теле раков в количестве от 1,5 до 11 мг на 1 кг веса раки. Соли ее, участвуя в ферментативном окислении и синтезе белка, влияют на рост раков, способствуя улучшению дыхания и кроветворения.
Кремний находится в воде в виде кремниевой кислоты; он необходим для образования панциря диатомовых водорослей и скелетных образований у водных животных.
Кроме указанных элементов, в воде прудов в ничтожных количествах, не улавливаемых химическими анализами, содержатся бром, кобальт, фтор, никель, титан. Эти элементы обнаруживаются в произрастающей в воде высшей водной растительности. В воде прудов находятся также ионы алюминия, йода, мышьяка, но роль их в развитии жизненных процессов пока еще изучена недостаточно.
Для общей характеристики степени минерализации воды, допускаемой в раководных хозяйствах, ниже приводятся некоторые данные ее солености. Соленость воды обусловливается наличием в ней растворенных минеральных солей и в первую очередь хлоридов и сульфатов.
Хлориды – соли соляной кислоты, в обычной пресной воде содержатся в количестве до 10 мг С1/л. Содержание хлоридов значительно повышается при загрязнении водоемов фекально-хозяйственными сточными водами. Но в южных и юго-западных районах и особенно в Средней Азии высокое содержание хлоридов в водоемах связано с расположением водоемов на засоленных почвах или питанием их водой из засоленных грунтов.
Соленость воды по хлору определяет возможность использования ее для раководства.
Концентрация свободных водородных ионов зависит в основном от соотношения свободной углекислоты и бикарбонатов (кислых солей). Концентрацию водородных ионов выражают показателем рН. При рН = 7 активная реакция воды нейтральна, при рН более 7 вода имеет щелочную, а при рН менее 7 – кислую реакцию.
Нормальное развитие жизни идет при нейтральной или слабощелочной реакции воды. Азотсобирающие бактерии развиваются в нейтральной или слабощелочной среде. В прудах с кислой реакцией воды фотосинтетические процессы ослаблены, вследствие чего развитие бактерий, водорослей и зоопланктона угнетено, процесс нитрификации приостанавливается и ракопродуктивность снижается. В водоемах, получающих воду из кислых болот, в которой нитраты находятся в минимальных количествах, кислая реакция воды и, в частности, наличие в ней гуминовых кислот затрудняют усвоение фосфора растениями, что связано с поглощением коллоидами гумуса соединений фосфора.
Повышенная кислотность способствует растворению железа и накоплению его в воде; усиливается вредное влияние солей железа на водные организмы. Кислая реакция воды, в особенности при наличии гуминовых веществ, неблагоприятно влияет на дыхание и обмен веществ у раки, что приводит к нарушению белкового обмена, плохому усвоению пищи, замедлению роста. Предельная кислотность среды, вызывающая смерть карпа, считается рН-5, для карася – рН-4. В кислой среде рак становится малоподвижным, несмотря на то, что вода содержит много кислорода.
В условиях повышенной кислотности организм может длительное время жить, питаться и расти, но при пониженном обмене веществ. Установлено, что при снижении рН с 7,4 до 5,5 потребление кислорода падает. Рак теряет способность использовать то количество кислорода, которое необходимо для нормальных условий. Обмен веществ резко снижается; несмотря на обилие пищи, раки голодают.
Активная реакция воды в прудах изменяется по сезонам года. Осенью и зимой она более постоянна, в летнее время подвержена сильным колебаниям даже в течение суток. Суточные изменения рН происходят в зависимости от наличия угольной кислоты, при увеличении которой рН понижается, а при уменьшении – повышается.
Обычно кислая вода, содержащая гуминовые кислоты и отчасти серную кислоту, образующуюся в результате гниения растительных веществ, вытекает из торфяных болот или из участков, покрытых хвойным лесом.
Кислая реакция воды болотных и лесных стоков обусловливается наличием в ней большого количества солей серной кислоты. Нередко воду водоемов сильно подкисляют стоки из металлообрабатывающих заводов, применяющих кислоты для обработки металла. Стоки из болот содержат большое количество гуминовых кислот, вредно отражающихся на физиологическом состоянии раков.
Изменение химического состава воды прудов
Органические и неорганические соединения характеризуют так называемый солевой состав воды, подверженный изменениям под влиянием стока грунтовых вод, количество и качество которых меняется в зависимости от осадков, качества почвы пруда и климатических факторов. Существенные изменения в солевом составе происходят в результате хозяйственной деятельности человека: постройка плотин, забор воды из рек для промышленных целей и орошения, распахивание или облесение водосборных площадей, осушение болот, разработка торфа и т. п.
Обычно химический состав воды изменяется под влиянием гидрологических факторов на водосборной площади довольно медленно, на протяжении десятилетий.
Существенные изменения химического состава воды в прудах вызывают стоки поверхностных грунтовых (не ключевых) вод. Эти изменения происходят не только в летних, но и в зимовальных прудах, в особенности устроенных с углублением в грунт. При таких условиях дренирующий поверхностный слой грунта снимается и грунтовые воды стекают в зимовальник.
При отсутствии достаточного притока воды изменения солевого состава в копаных зимовальниках могут быть настолько значительны, что исключают возможность зимования в них раков.
Интенсивность развития микроорганизмов (бактерий и микроскопических водорослей) обусловливают растворенные в воде газы: свободная углекислота и кислород. Свободная углекислота, растворенная в воде, имеет большое значение в развитии растительных организмов: она переводит нерастворимые соли щелочноземельных металлов – кальция и магния – в растворимое состояние и является основным источником углерода для построения тканей растительных организмов. Ассимиляция углерода и выделение кислорода в воду совершается через низшие водоросли, содержащие хлорофилл.
Низшие водные зеленые растения при дневном свете ассимилируют углекислоту, извлекают из нее углерод на построение тканей организма и выделяют кислород. Этот процесс, называемый фотосинтезом, без углекислоты невозможен.
При сильном развитии водорослей, ночью, когда фотосинтез прекращается, свободная углекислота накапливается в большом количестве; днем, когда фотосинтетическая деятельность водорослей возобновляется, количество свободной углекислоты в воде уменьшается, а нередко она истощается полностью.
Значительным источником углекислоты является воздух атмосферы, из которого вода может поглощать 0,3–0,5 мл свободной углекислоты на 1 л воды. В летнее время большое количество углекислоты выделяется в результате разложения органических веществ в воде и особенно в почве. Содержание углекислоты в воде рассматривается как косвенный показатель ее качества. Значительное количество углекислоты свидетельствует об интенсивности окислительных процессов, происходящих в воде. Отрицательное влияние на раков углекислота оказывает лишь при малом содержании в воде кислорода.
Кислород, растворенный в воде, потребляют все водные организмы, начиная с аэробных бактерий, мельчайших водных растительных и животных организмов и кончая раками.
Источником кислорода в воде являются: 1) воздух атмосферы, из которого кислород поступает путем диффузии; 2) выделение кислорода низшими водорослями в результате фотосинтетической деятельности, которая в летнее время служит основным источником кислорода в воде прудов.