Изменение газового режима воды в прудах

Газовый режим прудов непостоянен: изменения его имеют суточный, сезонный или временный характер.

Суточные изменения газового режима происходят главным образом в летнее время в результате развития биологических процессов в прудах. Основным фактором, определяющим суточные изменения газового режима водоемов, являются водоросли.

В прудах с сильным развитием водорослей наибольшее количество кислорода и наименьшее количество свободной углекислоты наблюдается днем. Ночью, когда фотосинтетическая деятельность водорослей прекращается, происходят уменьшение содержания кислорода и увеличение содержания в воде углекислоты. Меньше всего кислорода и больше всего углекислоты бывает перед рассветом. С рассветом процесс фотосинтеза возобновляется и запасы кислорода постепенно восстанавливаются. Сильное развитие в пруду сине-зеленых водорослей, сопровождающееся окраской воды в сине-зеленый цвет (цветение), может за ночь полностью истощить запасы кислорода в воде. Это истощение запасов кислорода в воде прудов наблюдается иногда и днем в результате расходования кислорода на разложение значительной массы отмирающих сине-зеленых водорослей.

Подавление сине-зеленых и развитие зеленых водорослей достигается путем удобрения воды аммиачной селитрой и суперфосфатом.

Зеленые одноклеточные, в частности, протококковые водоросли, в результате фотосинтетической деятельности увеличивают содержание кислорода днем до 200–300 % насыщения. При таком насыщении содержание кислорода за ночь снижается до 2–3 мл/л.

Сезонные изменения имеют общую закономерность, характеризующуюся в зимний период постепенным понижением содержания растворенного в воде кислорода с осени и минимумом водоснабжения, а весной – восстановлением содержания кислорода до нормы под освежающим действием паводковых вод.

Причиной сезонных изменений являются также гидрологические условия. В начале зимнего периода в источники водоснабжения поступают вытесняемые под действием мороза грунтовые воды, бедные кислородом. Когда процесс стока грунтовых вод уменьшается и дебет водных источников усиливается, содержание растворенного в воде кислорода постепенно (а при оттепелях – резко) увеличивается.

Снижение количества растворенного в воде кислорода до полного его истощения может происходить и в летнее время, особенно в сильно заиленных прудах, в результате гниения органических веществ и выделения сероводорода или метана.

Временные изменения в содержании кислорода в воде происходят, например, в тех случаях, когда заново построенные пруды с нескошенным растительным покровом заливают водой. Через некоторое время после этого начинается процесс отмирания и загнивания растительности некоторых видов, сопровождающийся поглощением растворенного в воде кислорода и накоплением свободной углекислоты. Наблюдается снижение содержания кислорода в прудах и весной после прохода полых вод, когда снесенные в пруд органические вещества начинают разлагаться.

Резкое уменьшение кислорода происходит в воде выростных прудов в результате разложения стерни после скашивания вико-овсяной смеси с их ложа.

Климатические факторы

Газовый режим и реакция среды в прудах определяют интенсивность круговорота веществ, а климатические факторы – длительность его в году. К числу этих факторов относятся: интенсивность инсоляции, то есть количество солнечной энергии, излучаемой в единицу времени на 1 см2, долгота дня, длительность и температурные условия вегетационного периода.

В прудовом ракововодстве вегетационным периодом принято считать период интенсивного питания и роста. Интенсивное развитие водных организмов, используемых в пищу раками, равно как питание и рост раков, происходит при температуре воды 15 °C и выше, при более низкой температуре (10 °C) питание и рост раков замедляются, а при снижении температуры воды ниже 10 °C питание хотя и продолжается, но рост их приостанавливается.

Наиболее интенсивный круговорот биогенных веществ в прудах происходит при температуре воды выше 20 °C; нитрифицирующие бактерии, например, начинают усиленно развиваться при температуре воды 20 °C и выше.

Чем длительнее период благоприятного температурного режима, тем дольше продолжаются биологический круговорот веществ и развитие пищевой фауны для раков. Продолжительность вегетационного периода с температурой воды 20 °C и выше зависит от климатических условий отдельных зон.

При температуре воды проточных ключевых прудов 14–16 °C продуктивность не превышает 100 кг с 1 га, тогда как ракопродуктивность непроточных, хорошо прогреваемых ключевых прудов составляет в одних и тех же районах, на одинаковых почвах 250–300 кг с 1 га.

В районах с ветреным летом пруды более продуктивны, чем в безветренных. Ветры увеличивают насыщение прудов кислородом, за счет которого усиливается развитие жизненных процессов и повышается интенсивность питания раки.

Кормовая база водоемов

Высокая ракопродуктивность может быть достигнута при условии, если питательные вещества в пруду будут использованы полезными потребителями. Из низших водорослей, входящих в состав фитопланктона, к полезным потребителям относятся в первую очередь микроскопические протококковые зеленые водоросли, главным образом хлорелла и сценедесмус.

Потребители питательных солей – сине-зеленые водоросли – играют отрицательную роль. Они не используются в пищу зоопланктоном и почти не поедаются раками. При сильном развитии на ракопродуктивность пруда отрицательно влияет также высшая подводная и надводная растительность. Высшие подводные и надводные растения потребляют минеральные соли, растут в течение всего лета, затем отмирают, медленно разлагаются и на длительное время выводят из круговорота питательные вещества. При сильном развитии эти растения сдерживают круговорот веществ. Например, в прудах, где много рдеста, водяной гречихи и других водных растений, слабо развивается фитопланктон.

Вторичная продукция в водоеме состоит из зоопланктона и бентоса. В состав зоопланктона входят инфузории, коловратки, веслоногие и ветвистоусые рачки.

Инфузории развиваются главным образом в прибрежной зоне прудов и служат пищей для раков лишь в личиночной стадии – первые дни после выклева личинок из икры.

Веслоногие рачки, среди которых в прудах преобладают циклопы, очень плодовиты. Самка циклопа в течение лета может дать потомство в 5 млрд особей. Веслоногие рачки очень ценны в раководных прудах: они размножаются в больших количествах не только летом, но и при низких температурах воды осенью, зимой и особенно ранней весной, когда истощенная после зимы рака начинает питаться.

Ветвистоусые рачки распространены во всех прудах. В состав этой группы входят босмины, дафнии, полюфемусы и др. Пищей им, так же как и веслоногим рачкам, служат микроскопические протококковые водоросли и бактерии. Рачки размножаются яйцами. В конце лета и осенью при понижении температуры воды самки откладывают зимние яйца. Весной из этих яиц выходят самки. Зимние яйца очень стойки и хорошо выдерживают промерзание в иле. Ветвистоусые рачки очень плодовиты. Одна самка, если бы она оставалась живой в течение всего лета, могла бы дать 1 млрд 300 млн особей. Но жизнь рачков непродолжительна. Наибольшую ценность среди ветвистоусых рачков представляют дафнии и моины, которых специально разводят в прудах в качестве пищи для рыбы и раков.

В нагульных прудах рак использует в пищу лишь часть зоопланктона, большое количество его потребляется личинками и различными водными насекомыми, входящими в состав бентоса. Это личинки комара-толкунца и других комаров, черви, личинки и взрослые жуки, клопы, стрекозы.

Комары-толкунцы представляют собой группу насекомых с полным превращением. Они откладывают яйца на растения или предметы, плавающие в воде, на высшую водную растительность. Из яиц развиваются личинки, которые в течение некоторого времени живут в почве ложа, в иле, затем превращаются в куколки, из которых выходят взрослые насекомые, откладывающие яйца.