Концентрация двухвалентных катионов (в основном кальция и магния) в воде определяет ее жесткость, которая выражается в миллиграммах карбоната кальция на 1 л (АРНА, 1975). Хотя высокие щелочность и жесткость часто наблюдаются одновременно, фактически это — два независимых параметра, особенно в пресной воде. Соленая вода, как правило, жесткая, но встречаются и очень мягкие пресные воды, и они могут иметь очень высокую щелочность. В одну из систем культивирования, с которой работал автор, подавалась вода из скважины, которая имела общую жесткость 10 мг/л и общую щелочность приблизительно 900 мг/л.
Низкая жесткость может оказывать отрицательное влияние на некоторых культивируемых животных. Например, когда таких эвригалинных рыб, как красный горбыль (Sciaenops ocellata), содержат в очень мягкой пресной воде, выживаемость его низкая (вероятно, из-за неспособности к эффективной осморегуляции в растворе, почти полностью лишенном двухвалентных ионов). Для большинства пресноводных видов рекомендуемая жесткость составляет 20—25 мг/л. В марикультуре жесткость не имеет значения.
В прудах жесткость поступающей воды может увеличиваться вымыванием кальция или магния из осадков, хотя на них и нельзя полагаться как на надежный источник этих элементов. Для увеличения жесткости в воду можно добавлять известь (СаО). Гашеную известь Са(ОН)2 применять не рекомендуется, поскольку это делает воду щелочной. Можно использовать карбонат кальция, но он мало эффективен в водах с высоким рН, поскольку известняк плохо растворяется в этих условиях. Не следует пытаться увеличить жесткость после внесения фосфатных удобрений, поскольку выделяемый при этом кальций вступит в реакцию с фосфатом с образованием нерастворимого Са3(РО4)2, что сделает внесение удобрений неэффективным. Гипс также можно применять для увеличения жесткости воды без изменения рН.
Количество химических веществ, вносимых в определенный водоем, в значительной степени зависит от первоначального качества воды и требуемой окончательной жесткости. Для начала можно вносить 1000 кг/га (лучше 200—500 кг/га). Спустя несколько дней необходимо проверить жесткость для оценки эффективности обработки. После этого можно продолжать обработку большими, меньшими или теми же дозами до получения требуемой жесткости. Жесткость воды довольно просто определяется титрованием (АРНА, 1975).
Арк и Бойд (Arce and Boyd, 1975) изучали влияние внесения извести в мягкую воду прудов Алабамы в количестве 4300—4900 кг/га, после чего в пруды 13 раз вносили удобрения (20—20—0) с двухнедельными интервалами по 45 кг/га. Общая жесткость (которая вначале составляла менее 10 мг/л) увеличилась в 4 раза, так же как и общая щелочность, которая вначале составляла менее 15 мг/л. Продуктивность фитопланктона, а также травоядной тиляпии Tilapia aurea в прудах, в которые вносили карбонат кальция, увеличивалась.
Известь иногда используется для стерилизации осушенных прудов перед заполнением и зарыблением. Слой извести рассыпают по дну и перемешивают с донными осадками дисковым культиватором. Этот способ эффективен в борьбе с нежелательными донными животными и патогенными организмами.