范鴻志，朱建強(qiáng) (長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

稻田表面流處理對池塘養(yǎng)殖水的凈化效果

范鴻志，朱建強(qiáng) (長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

在水稻不同生育期采用不同養(yǎng)殖水表面流進(jìn)行田間試驗(yàn)，通過監(jiān)測養(yǎng)殖水中幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的變化，探討了稻田面流凈化池塘養(yǎng)殖水質(zhì)的效果。結(jié)果表明，養(yǎng)殖水經(jīng)稻田表面流處理后，30%以上的TN、20%以上的TP被去除，水質(zhì)會得到明顯改善，但增加表面流的流量會降低凈化效果。另一方面，在水稻不同生育期，稻田凈化池塘養(yǎng)殖水的效果也不相同。

池塘；淡水養(yǎng)殖；水質(zhì)改善；表面流；稻田

池塘淡水養(yǎng)殖在我國淡水水產(chǎn)品供應(yīng)中占有重要位置。據(jù)《中國漁業(yè)年鑒》統(tǒng)計(jì)資料，2008年全國有淡水池塘養(yǎng)殖面積為184006萬hm2，養(yǎng)殖產(chǎn)量1350.86萬t，養(yǎng)殖產(chǎn)量已占到全國淡水養(yǎng)殖總量的68.5%[1]。然而隨著池塘養(yǎng)殖集約化水平提高，池塘傳統(tǒng)養(yǎng)殖環(huán)境趨于惡化，養(yǎng)殖過程換水、排水直接進(jìn)入周邊溝渠、湖泊，加劇了水體富營養(yǎng)化。為改善池塘養(yǎng)殖環(huán)境、保護(hù)水環(huán)境，潛流濕地和表面流濕地技術(shù)被越來越多地用于池塘水凈化[2-3]。將池塘淡水養(yǎng)殖和水田種植緊密結(jié)合在一起，變池塘換排肥水為水田灌溉用水，池塘水經(jīng)水田表面流和滲流后通過生態(tài)溝又可回到池塘，從而實(shí)現(xiàn)池塘水分的再利用[4]，這樣不僅節(jié)肥，而且可減少魚病，顯著降低水田的灌溉施肥成本，提高塘田生態(tài)系統(tǒng)的綜合效益。本研究采用池塘養(yǎng)殖肥水進(jìn)行水稻灌溉，探討了不同表面流強(qiáng)度下稻田對養(yǎng)殖肥水中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收轉(zhuǎn)化效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖北省荊州市荊州區(qū)太湖農(nóng)場西門分場，利用農(nóng)戶家庭經(jīng)營的散養(yǎng)魚塘和稻田構(gòu)建試驗(yàn)系統(tǒng)。池塘總面積4800m2，養(yǎng)殖青魚、草魚、鰱魚、鳙魚四大家魚，每天上午8：00時(shí)左右投餌喂食，餌料以雞糞、豬糞、發(fā)酵后的小麥、雜草和農(nóng)作物秸稈為主，每次投喂量約20kg。池塘養(yǎng)殖用水為河流水和地下水，平均水深1.3m，最高達(dá)到2m。稻田位于池塘西邊，其東端與池塘相距8m左右。稻田東西方向長66m，南北方向?qū)?5.5m。池塘中的水通過Φ160PVC管輸送到沿稻田短邊(呈南北方向)布置的供水管(Φ160PVC)，由供水管及其配置的水閥根據(jù)需要向每個(gè)稻田小區(qū)灌水，從而實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖肥水的再利用。在每小區(qū)出口亦設(shè)置水閥，以便根據(jù)需要進(jìn)行不同流量和養(yǎng)殖水在稻田滯留不同時(shí)間的凈化試驗(yàn)。通過各稻田小區(qū)的養(yǎng)殖水經(jīng)出口后流入集水溝，經(jīng)過一段天然生態(tài)溝后進(jìn)入集水池，然后由水泵提水到沿塘邊布置的輸水管(Φ160PVC)再次進(jìn)入養(yǎng)殖池塘，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

1.2 水稻種植與管理

供試水稻品種為皖稻195，2012年5月30日泡田，6月8日施入基肥并移栽，種植的株、行距分別為25cm和30cm。水稻全生育期施入的肥料有復(fù)合肥、氯化鉀和尿素，折合純N 150kg/hm2、K2O 120kg/hm2、P2O575kg/hm2。其中，磷、鉀肥作為基肥一次性施入田間，氮肥50%作為基肥，剩余氮肥于6月16日水稻分蘗期施入稻田。8月1日和8月7日，先后向每個(gè)小區(qū)葉面噴施2%尿素和3‰磷酸二氫鉀混合溶液以提高水稻產(chǎn)量。9月16日考種收獲。

1.3 試驗(yàn)處理

在魚池旁稻田內(nèi)劃分9個(gè)2m×66m小區(qū)，小區(qū)間田埂用塑料薄膜包被，以防止串灌串排。根據(jù)肥料施用后在田間的養(yǎng)分變化特點(diǎn)，在施肥后1周內(nèi)不進(jìn)行田間排水，以防止養(yǎng)分流失和周邊水環(huán)境負(fù)荷加重。

稻田表面流處理養(yǎng)殖水試驗(yàn)分別在水稻拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期和揚(yáng)花期進(jìn)行，每個(gè)生育期重復(fù)做3次試驗(yàn)，各小區(qū)采用的稻田表面流流量見表1。試驗(yàn)過程于每個(gè)小區(qū)進(jìn)出口處取水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室測定相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)。

表1 各小區(qū)流量

1.4 水質(zhì)指標(biāo)測定

2 結(jié)果與分析

2.1 稻田在水稻不同生育期凈化池塘養(yǎng)殖水的效果

對養(yǎng)殖水通過3種表面流處理的各水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表2。從表2可以看出，養(yǎng)殖水從稻田表面流過后可有效去除其中的氮、磷物質(zhì)，其中總氮的去除率明顯高于總磷。此外，從表2還可以看出，在抽穗至揚(yáng)花期，硝氮的去除率明顯高于氨氮。試驗(yàn)結(jié)果表明，稻田在水稻不同生育期對養(yǎng)殖水中的主要營養(yǎng)物質(zhì)吸收轉(zhuǎn)化效果不同，進(jìn)一步印證了前期研究結(jié)果[4]。

表2 池塘養(yǎng)殖水中幾種水質(zhì)指標(biāo)在稻田中的去除率

2.2 表面流流量對池塘養(yǎng)殖水凈化效果的影響

表3給出了3種表面流條件下在拔節(jié)～孕穗期幾種水質(zhì)指標(biāo)在田間的去除率。試驗(yàn)結(jié)果表明，養(yǎng)殖水中的幾種水質(zhì)指標(biāo)在稻田中的去除率，在水稻幾個(gè)主要生長階段隨流量變化均表現(xiàn)出一致趨勢，即去除率隨著流量增大呈下降趨勢。

表3 池塘養(yǎng)殖水中幾種水質(zhì)指標(biāo)在稻田中的去除率

3 結(jié)論與討論

(1)稻田表面流處理池塘養(yǎng)殖水可取得明顯的凈化效果，有利改善池塘養(yǎng)殖環(huán)境。

(2)養(yǎng)殖水經(jīng)稻田表面流處理后，其中30%以上的TN、20%以上的TP可被去除。氮的去除率明顯高于氮，這可能是由于作物對氮、磷的吸收轉(zhuǎn)化有別所致。

(3)在水稻不同生育期，稻田對不同形態(tài)的氮去除效果不同。在抽穗至揚(yáng)花期，硝氮的去除率明顯高于氨氮。這可能與作物不同生育期生長對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收量有關(guān)。

(4)養(yǎng)殖水中主要營養(yǎng)物質(zhì)的去除率隨表面流的流量增大而減小。這是因?yàn)樵诘咎镆?guī)格一定的情況下，增加流量必然加大流速，縮短了池塘水在田間的滯留時(shí)間。

(5)只要在稻田水肥管理和防蟲治病中考慮到池塘健康養(yǎng)殖的要求，通過養(yǎng)殖水在池塘和稻田之間的流動實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用和水質(zhì)凈化是可行的。

[1]徐 皓,劉興國,吳 凡.池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)模式構(gòu)建主要技術(shù)與改造模式[J].中國水產(chǎn),2009,(8):7-9.

[2]李 谷,鐘 非,成水平,等.人工濕地養(yǎng)殖池塘復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建及初步研究[J].漁業(yè)現(xiàn)代化,2006,(1):13-15.

[3]陳家長,何堯平,孟順龍,等.表面流人工濕地在池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中的凈化效能研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(5):1898-1904.

[4]周 元，朱建強(qiáng)，吳啟俠.稻田對池塘養(yǎng)殖肥水的吸收利用效果研究[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2011,30(5):78-81.

[5]國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測分析方法(第4版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

2013-01-20

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD25B05);國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(111048915)。

范鴻志(1992-)，男，現(xiàn)從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究。

朱建強(qiáng),E-mail:zyjb@sina.com。

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1673-1409(2013)05-0061-03