一、pH原点的调节

溶解于水中的八大离子有：钙、镁、钾、钠、碳酸氢根、碳酸根、硫酸根和盐酸根。pH原点的调节，是将水体八大离子中的碳酸根和钙离子调节到碳酸钙饱和的临界状态，并使pH落在养殖动物适应的范围内。

1、碳酸钙饱和体系

钙与镁均可与碳酸根形成难溶物，碳酸钙的溶积度<碳酸镁。一般在淡水中钙：镁约为4：1，且钙离子更易与碳酸根发生沉淀，因此，水体中的钙硬度与碱度的关系更为密切。

溶度积：难溶物在水中存在溶解平衡，溶解多少就电离多少，其平衡常数以溶度积（Ksp）表示。

CaCO3的溶度积Ksp＝［Ca］［CO3］（查表，25℃时，霰文石Ksp10－8.22）

＊难溶物：通常把在100g水中的溶解度小于0.01g的物质称为难溶物。

2、二氧化碳溶解平衡体系

［H］［HCO3］＝K1［CO2］

［H］［CO3］＝K2［HCO3］

Alk＝［HCO3］＋［CO3］＋Kw/［H］－［H］

则总碱度与氢离子存在以下关系：

［CO3］=（［Alk］-  Kw /［H］+［H］）/（［H］/ K2 + 2）

Alk＝[CO2]（K1[H]＋2 K1 K2）/[H]2＋Kw/[H]－[H]

碳酸钙饱和溶液中：

Ksp＝［Ca］［CO3］＝［Ca］（［Alk］− Kw /［H］+［H］）/（［H］/ K2 + 2）

以上两个公式即反映了水体二氧化碳溶解平衡和碳酸钙饱和状态下，钙硬度、总碱度与pH的动态关系，可用于池塘中pH调节（原点调节）的具体计算。

一定条件下，［CO2］、Ksp、Kw、K1、K2为定值；初始Alk可测定，其变化规律如下表。

附表：含碳酸水中各参数值变化

二、不同属性的水质pH调节

A区和D区是碱度、硬度、pH同时调节的；B区是碱度、pH同时调节，可对硬度进行微调；C区只调节硬度，也可微调碱度；F区是提高pH、提高碱度的同时降低硬度，而G区是降低pH、提高硬度的同时降低碱度。

1、A区和D区的pH优化和调节

A区和D区：钙硬度和碱度比较接近，A区水质缓冲性较好，可使用生石灰优化，使之接近饱和状态即可；D区，需要用比较大量的石灰调节，才能将D区调节到A区。

D区可能需要大剂量的石灰，碱度和钙硬度偏低的原因有可能是池塘土壤缺钙，当水体中钙浓度提高后，会与土壤进行离子交换，导致水体钙的流失。因此，需要进行多次调节。

如果水体硬度都是钙硬度，这样会影响碱度的提升。或许，我们不需要这么高的钙硬度，我们可以用部分镁硬度来取代钙硬度，适当降低钙硬度可以进一步提高总碱度以便提高光合作用效率。

2、B区的pH调节

B区钙硬度还合适，但碱度比较低。因此，这种水体的pH一般也偏低。

1）如果用石灰来提高pH，往往造成钙离子含量过高而引起碳酸钙沉淀，从而限制了碱度的提高。因此，这种水体用石灰调节pH往往容易出现返酸现象。也就是无效调节。

2）根据阴阳离子平衡原则，阳离子钙已经满足，阴离子缺乏碳酸根和碳酸氢根。因此，可根据需要补充碳酸镁、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠。

3、C区的pH调节

C区碱度还合适，但钙硬度比较低。由于pH与碱度相关，因此，这种水体的pH一般也合适。调节的不是pH，而是钙硬度。一方面满足动物的生理需要，另一方面以提高水体对pH的缓冲性能。

1）这种水体虽然缺钙，但如果用石灰来提高钙硬度，往往造成pH偏高，而pH偏高导致碳酸根大幅度增加，引起碳酸钙沉淀，从而限制了钙硬度的提高。因此，这种水体用石灰调节钙硬度往往很难凑效，甚至容易出现相反的作用——脱钙现象。也就是不但无效，反而起反作用。

2）根据阴阳离子平衡原则，阴离子碳酸根和碳酸氢根已经满足，只是阳离子中缺乏钙离子。因此，应该补充硫酸钙或氯化钙。即只提高钙硬度，不提高碱度和pH。

4、F区pH的调节

自然界的江河湖海中很少出现F区的这样的极端水质。一般是受酸性硫酸盐土壤的影响或矿山酸性污水的污染造成的。例如，酸性硫酸盐土壤由于开挖池塘而暴露于空气中，土壤中的硫化物（如硫化铁）被氧化而产生大量的硫酸。新池塘水体的pH可能低至4以下。即使大量使用石灰处理也无法提高pH。这是因为使用石灰后水体中的硫酸被石灰中和形成硫酸钙，高浓度的钙离子限制了碳酸的浓度，使碱度和pH无法进一步提高。

要提高碱度，就得降低钙浓度，可选择氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁。

5、G区pH的调节

高碱度水体，一般pH较高，因而碳酸浓度也很高。高浓度的碳酸根离子限制了钙的浓度，使钙硬度无法提高。钙不足尤其对甲壳类的生长、脱壳不利，而高pH对养殖动物具有诸多的不良影响。

要降低pH，提高钙硬度，就得降低碳酸根浓度。

方案一：先用酸降低碱度再补钙，顺序不可颠倒。如，先用盐酸或硫酸，再用无水氯化钙或无水硫酸钙；

方案二：无水氯化钙，或硫酸钙。

＊F区我们只要补碱降钙，水体中游离的二氧化碳浓度降低，空气中的二氧化碳自然会溶解到水中，因而水中的碳酸碱度必然会提高。但G区补酸降碱后，池塘底部土壤是否有可交换钙能补充，我们无法确定，因此，为保险起见，还是用氯化钙或硫酸钙来调节。

三、池塘pH波动的影响因素

1、呼吸作用

池塘中生物的呼吸作用产生的二氧化碳。二氧化碳溶解在水中，生成H＋和HCO3－和CO32－，从而使pH值降低。

2、光合作用

1）光合作用消耗水体中的二氧化碳，使pH值升高。

2）当水体中游离二氧化碳消耗完后，碳酸氢根水解产生二氧化碳来补充：

Ca（HCO3）2—> CO2 + H2O +CaCO3

碳酸钙为难溶物，当未发生沉淀时，生成的碳酸钙碱性强于碳酸氢钙，水体pH升高；当［Ca］［CO3］>kSPCaCO3时，碳酸钙发生沉淀，pH不再发生变化，因此提高水体的碱度和钙离子浓度可以使pH稳定在一定范围内。

四、池塘养殖期间pH的一般变化规律

池塘pH除了昼夜周期性变化外，从回水的那一天开始，整个养殖周期中，日平均pH也有一个大的周期性变化。要了解这个大的周期性变化，必须了解池塘二氧化碳的消长规律。

池塘中产生的二氧化碳主要来自：外源饲料输入量（养殖动物和微生物）以及内源浮游生物对藻类的消费量和藻类光合作用产物的分泌量（胞外分泌物）。二氧化碳的消费几乎完全是光合作用。

在整个养殖过程中，除前期的培藻期间外，光合作用可以认为是相对稳定的，而饲料的投入量是持续增加的。因此，池塘pH的变化也呈现先升后降的趋势。

池塘回水后，由于消毒杀菌，微生物、原生动物很少，而施肥后在藻类大量繁殖起来之前，水体的pH接近其原点。

随着施肥后藻类生长很快，新生长的藻类95%以上的光合作用产物都用于自我繁殖，因此，二氧化碳的消费远远大于二氧化碳的产生，水体中二氧化碳严重缺乏，由于空气中的二氧化碳浓度很低，靠空气扩散难以平衡水体的缺失的二氧化碳，因此，这一阶段pH快速上升，昼夜变化曲线向原点上方漂移。

当水体中原生动物、浮游动物开始繁殖起来，部分藻类被消费，pH上升速度开始减慢。

当放入种苗、控水鱼类（如花白鲢）浮游动物被控制，藻类和滤食生物之间相对平衡，加上藻类经过一段时间的生长繁殖，水体营养素水平有所降低，藻类胞外分泌物有所增加，微生物密度相应增加，pH不再升高，这段期间是整个池塘水体pH最高的阶段。

随着养殖动物的生长，饲料投入量持续增加，水体中二氧化碳的产量也持续增加，因而pH缓慢回落。

在夏末初秋期间，饲料投入量最大，pH也最低。

随着晚秋的到来，水温降低，饲料投入量减少，但晚秋晴朗的光照强烈，pH再度回升。

也就是说，整个养殖周期内（指一年中整个可养殖周期）pH变化是先快升，缓升，最高，缓降，最低，再回升。这是pH变化的一般规律。

这期间的pH波动，可以认为是天气、藻类活性以及藻类密度、浮游动物密度、藻类胞外分泌物的波动引起的。

就对虾养殖而言，前期pH的快速升高，也可能是EMS的原因之一。

五、pH原点的偏离

pH原点是指水体中二氧化碳浓度与大气平衡时的pH值。是水体的自然属性之一，它代表着水体中阳离子和阴离子当量的平衡度。

pH原点是假设水体二氧化碳溶解平衡的状态下，水体能达到的稳定的pH值。而实际上，二氧化碳在水体的溶解平衡是个非常缓慢的过程，而在池塘中由于光合作用和水生生物的呼吸作用可以更加快速了改变水体的二氧化碳水平，从而引起水体pH值的变化，但由于pH原点的存在，pH值围绕着原点上下波动。

例如，早上池塘水体的pH应该低于原点，说明池塘中的生物呼吸作用能补偿前一天藻类光合作用所消耗的二氧化碳。否则表明池塘微生物活性不足或微生物活性降低。下午池塘水体的pH应该高于原点，说明藻类活性正常，否则表明藻类老化，光合作用能力降低。

日常管理中，如果pH的昼夜变化围绕着原点波动，即日均pH位于pH原点，说明藻菌处于平衡状态；如果日均pH向原点上方移动，说明微生物活性降低，此时应该考虑提高微生物活性；如果日均pH向原点下方移动，说明藻类在老化，此时应该调节藻类活性。

也就是说，只有了解池塘的pH原点，才能根据早上和下午的实际检测的pH做出判断，并采取相应的处理措施。

1、原点的调节是通过离子的调节来实现的，前面已经说过（水的属性调节本身包括了pH原点的调节）。原点偏低可通过补充阳离子来提高（根据水体的离子平衡补充钙或镁或钾或钠）；原点偏高可通过补充阴离子来降低，但只能补充硫酸根或盐酸根，不能补充碳酸根或碳酸氢根，因为碳酸根和碳酸氢根是与大气平衡的，不可能单独提高。

2、pH过高的处理

养殖池塘最常见的问题就是pH过高，养殖前期培水期间pH持续上升以至于不适合于放苗的情况大量存在。

1）藻类生长过快

大多数池塘养殖回水后培水前都会进行消毒处理，此时水中微生物大部分被杀灭，活性很低。培水的肥料中主要成分是藻类的营养素，因此，藻类长得快而微生物长得慢，二氧化碳的消耗远大于二氧化碳的补充，所以pH不断升高。

易发地点：一般情况下，地膜池和水泥池要比土池严重得多。这是由于池塘土壤干燥期间土壤间隙中含有氧气，回水后土壤中好氧细菌分解土壤有机物，产生二氧化碳，二氧化碳分解土壤中的碳酸钙，形成碱度扩散到水中，因此具有一定的缓冲作用。

措施：对于地膜池和水泥池，早期培水要适当增加有机物质含量，以维持一定的微生物呼吸作用，或适当控制氮或磷，使藻类光合作用产物不能全部用于生长繁殖，迫使藻类将部分光合作用的产物以分泌物的形式释放到水环境中，促进水体中的微生物生长。

养殖户不要追求“快速培藻”的肥料，培藻速度越快，不仅pH向上漂移（持续升高）的问题就会越严重，也容易倒藻和产生藻毒素。理智的选择应该是缓释肥料，使藻类略为缓慢，但稳定生长，同时使原生动物和浮游动物能同时跟上，才能建立稳定的生态系统。

2）水体碱度偏低

碱度偏低的水体（D区），水体缺乏碳酸缓冲能力。这种水体藻类生长并不快，与第一种情况相比，藻类密度要低得多。

这种池塘肥水前需要调节碱度，提高水体得的缓冲能力。如果已经放苗，此时如果要使用石灰处理，必须在凌晨和早上。另外，由于藻类生长不是很快，水体中可能还有氨氮，因此石灰一次的用量不能太高。

3）池水过浅

有一种观点认为，前期水浅有利于水温的回升，因而可以提高对虾的生长速度。但是，也应该明白，水浅不仅pH变化大，昼夜温差也大，溶解氧也可能严重过饱和而导致气泡病。也就是说，对于抵抗环境变化能力还比较差的幼苗来说，水太浅死得也快。

两害相权取其轻。水的深度首先必须考虑虾苗的生存，其次再考虑生长。如果连成活都成问题，考虑生长速度就没有任何意义。

4）地下水灌注

地下水的属性本身的pH比较高，但由于受到有机物质的污染而含有大量的二氧化碳，导致二氧化碳过饱和。刚抽上来的井水pH并不高，但当这些井水的二氧化碳扩散到与大气平衡之后，pH就会上升。

这种上升幅度可能超过 1 个pH单位。如果刚抽上来的水体pH偏“低”，养殖户再使用石灰处理，有可能“雪上加霜”。

5）盐碱土壤

有些池塘底部土壤是盐碱土壤，经过几年养殖漂洗，pH已经正常。当池塘在干塘修复，重新推塘时挖得太深，把表面已经漂洗的土壤挖掉，造成盐碱土壤裸露。当池塘回水后，土壤中钠的交换导致水体pH上升。

这种交换也导致水体中钙离子被大量消耗，有可能导致水体严重缺钙。

一种现象，往往有多种原因。因此，要正确诊断，搞清楚问题所在，才能有效预防与处理。

六、pH的昼夜变化幅度

引起池塘pH变化的根源是二氧化碳的消长，当水体中二氧化碳浓度增加时候，pH降低，当二氧化碳浓度减少时，pH上升。

pH早晚变化小有三种情况：1、水中很少或没有生物，既不产生二氧化碳，也不消耗二氧化碳；2、呼吸作用所产生的二氧化碳等于光合作用所消耗的二氧化碳（多云的天气会出现这种状况）；3、死水——藻类和微生物都没有活性。

对于池塘养殖而言，第一种情况是瘦水，需要培水；第二种情况是健康状态；第三种情况是池塘生态系统崩溃！

pH昼夜变化幅度大有两个原因：1、碱度偏低（在光合作用产量相同的情况下，碱度越高，pH变化越小）；2、水深太浅（水的深度直接与pH变化幅度成反比）。因此，控制pH的昼夜变化幅度可通过提高碱度和加大水深来实现。

1、日均pH

如果系统稳定，菌藻平衡，日均pH会是一条平滑的曲线。如果日均pH出现波动，说明系统的平衡出现了问题。

对于池塘养殖而言，如果池塘每天产生的污染量（饲料中没有转化为动物肌体的部分）在池塘净化能力的范围内，每天产生的藻类的生物量，都能由滤食生物链（原生动物、浮游动物、滤食性鱼类）所消费，日均pH也会相对稳定。

但是，随着饲料投入量的增加，每天产生氨氮的总量也在增加，当每天产生的污染量大于池塘的自净能力、或由于天气原因引起池塘自净能力降低时，水体中的生态平衡可能被打破，藻菌平衡就会失调。

其次，藻类在生长过程中持续不断吸收水体中的微量元素，这些微量元素被藻类同化后，随着食物链最终以有机碎屑和动物粪便的成分沉淀到池塘底部，导致水体中微量元素缺乏，进而导致藻类种群发生变化。

开始时，水体中的微量元素比较丰富，藻类种群结构的多样性也高。随着微量元素的减少，物竞天择的结果导致水体中的藻类种群结构趋于单一化。

优势藻类的单一化加速微量元素的消耗，藻类的繁殖速度降低，意味着光合作用产物没有完全用于生长，多余的光合作用产物被藻类作为胞外分泌物分泌到水体中。据有关研究报道，藻类胞外分泌物占光合作用产物的不足5%（初生藻类）到超过95%（老化藻类）。

藻类胞外分泌物的增加给微生物带来新的营养素，促进微生物密度的增加，微生物的增加反过来竞争微量元素，又导致藻类胞外分泌物的增加！微生物密度进一步增加。

这个过程将导致日均pH明显的降低。

接下来就是倒藻！倒藻释放硝酸还原酶，如果池塘中存在着硝酸，会在一夜之间产生大量的亚硝酸！

从藻类胞外分泌物增加，微生物密度增加，日均pH剧降，到倒藻，亚硝酸升高的过程中，日均pH降低是一个重要警示指标。

如果在发现日均pH降低，微生物密度增加的初期，通过搅动池塘底部，释放微量元素，恢复藻类活性，就可以避免池塘生态系统恶化——倒藻和亚硝酸。

2、日均pH异常

1）持续阴天会导致日均pH降低。这是光合作用下降，二氧化碳消耗减少引起的。

2）消毒杀菌、杀虫会导致日均pH上升。这是微生物、浮游动物呼吸减少，二氧化碳产量下降引起的。

3）杀藻导致日均pH陡然降低。这是由于光合作用降低的同时，死亡的藻类释放更多的有机物质，促进了微生物的生长，二氧化碳消耗降低而产生增加。

4）晴天降温会导致日均pH上升。这是温度降低，微生物活性下降引起的；相反，水温回升，微生物活性提高，日均pH会有所下降。

5）雨后持续晴天日均pH会先上升后降低，这是前期藻类生长生长旺盛，后期藻类营养失衡，活性降低，胞外分泌物增加引起的。

6）换水后类似雨后。一方面，换水补充微量元素，藻类活性增加，胞外分泌物减少；其次，换水导致有机物含量降低、微生物密度降低，呼吸作用下降，日均pH上升。随着换水时间的延长，日均pH逐渐回落。

7）投饵过量，残饵过多，微生物密度增加，也会导致日均pH降低。

七、藻菌平衡

藻类是池塘生态系统能量输入来源，是驱动整个生态系统运转的基本动力。池塘的载鱼量越高，驱动池塘生态系统运行的能量需求也越高。因此，只有生产力高的池塘才能取得高产。

细菌（微生物）是池塘生态系统物质循环的还原者，是池塘生态系统可以持续稳定进行的关键因素。池塘中细菌的生物量取决于饲料投入量和藻类胞外分泌物的数量，对于中、低产池塘，藻类胞外分泌物可能提供了细菌的主要营养来源，或对池塘微生物密度起着主要的作用。

藻类和细菌的活性、密度构成了池塘生态系统的两个最为关键的基础。藻类和细菌既有相生作用，如藻类为细菌提供营养，细菌对有机物的矿化为藻类提供营养素；同时，藻类和细菌又有相克作用，如藻类和细菌都需要某些微量元素，具有竞争关系。

由于藻类和细菌是二氧化碳消长的两个方面，在水质参数上以pH变化的形式表现出来。因此，了解pH的变化规律，读懂pH，才能对池塘生态系统健康状态和演变走向洞察秋毫，及时做出判断，科学而合理处理。读懂了pH，自然就能对溶解氧、氨氮、亚硝酸等参数的走向做出预判。

所以，读懂pH，是池塘水质管理的基础。

(据林文辉资料整理)