稻田表面流处理对池塘养殖水的净化效果

范鸿志，朱建强 (长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

稻田表面流处理对池塘养殖水的净化效果

范鸿志，朱建强 (长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

在水稻不同生育期采用不同养殖水表面流进行田间试验，通过监测养殖水中几种主要营养物质的变化，探讨了稻田面流净化池塘养殖水质的效果。结果表明，养殖水经稻田表面流处理后，30%以上的TN、20%以上的TP被去除，水质会得到明显改善，但增加表面流的流量会降低净化效果。另一方面，在水稻不同生育期，稻田净化池塘养殖水的效果也不相同。

池塘；淡水养殖；水质改善；表面流；稻田

池塘淡水养殖在我国淡水水产品供应中占有重要位置。据《中国渔业年鉴》统计资料，2008年全国有淡水池塘养殖面积为184006万hm2，养殖产量1350.86万t，养殖产量已占到全国淡水养殖总量的68.5%[1]。然而随着池塘养殖集约化水平提高，池塘传统养殖环境趋于恶化，养殖过程换水、排水直接进入周边沟渠、湖泊，加剧了水体富营养化。为改善池塘养殖环境、保护水环境，潜流湿地和表面流湿地技术被越来越多地用于池塘水净化[2-3]。将池塘淡水养殖和水田种植紧密结合在一起，变池塘换排肥水为水田灌溉用水，池塘水经水田表面流和渗流后通过生态沟又可回到池塘，从而实现池塘水分的再利用[4]，这样不仅节肥，而且可减少鱼病，显著降低水田的灌溉施肥成本，提高塘田生态系统的综合效益。本研究采用池塘养殖肥水进行水稻灌溉，探讨了不同表面流强度下稻田对养殖肥水中营养物质的吸收转化效果。

1 材料与方法

1.1 试验系统

试验地点位于湖北省荆州市荆州区太湖农场西门分场，利用农户家庭经营的散养鱼塘和稻田构建试验系统。池塘总面积4800m2，养殖青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼四大家鱼，每天上午8：00时左右投饵喂食，饵料以鸡粪、猪粪、发酵后的小麦、杂草和农作物秸秆为主，每次投喂量约20kg。池塘养殖用水为河流水和地下水，平均水深1.3m，最高达到2m。稻田位于池塘西边，其东端与池塘相距8m左右。稻田东西方向长66m，南北方向宽45.5m。池塘中的水通过Φ160PVC管输送到沿稻田短边(呈南北方向)布置的供水管(Φ160PVC)，由供水管及其配置的水阀根据需要向每个稻田小区灌水，从而实现养殖肥水的再利用。在每小区出口亦设置水阀，以便根据需要进行不同流量和养殖水在稻田滞留不同时间的净化试验。通过各稻田小区的养殖水经出口后流入集水沟，经过一段天然生态沟后进入集水池，然后由水泵提水到沿塘边布置的输水管(Φ160PVC)再次进入养殖池塘，以实现循环利用。

1.2 水稻种植与管理

供试水稻品种为皖稻195，2012年5月30日泡田，6月8日施入基肥并移栽，种植的株、行距分别为25cm和30cm。水稻全生育期施入的肥料有复合肥、氯化钾和尿素，折合纯N 150kg/hm2、K2O 120kg/hm2、P2O575kg/hm2。其中，磷、钾肥作为基肥一次性施入田间，氮肥50%作为基肥，剩余氮肥于6月16日水稻分蘖期施入稻田。8月1日和8月7日，先后向每个小区叶面喷施2%尿素和3‰磷酸二氢钾混合溶液以提高水稻产量。9月16日考种收获。

1.3 试验处理

在鱼池旁稻田内划分9个2m×66m小区，小区间田埂用塑料薄膜包被，以防止串灌串排。根据肥料施用后在田间的养分变化特点，在施肥后1周内不进行田间排水，以防止养分流失和周边水环境负荷加重。

稻田表面流处理养殖水试验分别在水稻拔节期、孕穗期、抽穗期和扬花期进行，每个生育期重复做3次试验，各小区采用的稻田表面流流量见表1。试验过程于每个小区进出口处取水样，带回实验室测定相关水质指标。

表1 各小区流量

1.4 水质指标测定

2 结果与分析

2.1 稻田在水稻不同生育期净化池塘养殖水的效果

对养殖水通过3种表面流处理的各水质指标进行统计分析，结果见表2。从表2可以看出，养殖水从稻田表面流过后可有效去除其中的氮、磷物质，其中总氮的去除率明显高于总磷。此外，从表2还可以看出，在抽穗至扬花期，硝氮的去除率明显高于氨氮。试验结果表明，稻田在水稻不同生育期对养殖水中的主要营养物质吸收转化效果不同，进一步印证了前期研究结果[4]。

表2 池塘养殖水中几种水质指标在稻田中的去除率

2.2 表面流流量对池塘养殖水净化效果的影响

表3给出了3种表面流条件下在拔节～孕穗期几种水质指标在田间的去除率。试验结果表明，养殖水中的几种水质指标在稻田中的去除率，在水稻几个主要生长阶段随流量变化均表现出一致趋势，即去除率随着流量增大呈下降趋势。

表3 池塘养殖水中几种水质指标在稻田中的去除率

3 结论与讨论

(1)稻田表面流处理池塘养殖水可取得明显的净化效果，有利改善池塘养殖环境。

(2)养殖水经稻田表面流处理后，其中30%以上的TN、20%以上的TP可被去除。氮的去除率明显高于氮，这可能是由于作物对氮、磷的吸收转化有别所致。

(3)在水稻不同生育期，稻田对不同形态的氮去除效果不同。在抽穗至扬花期，硝氮的去除率明显高于氨氮。这可能与作物不同生育期生长对营养物质的吸收量有关。

(4)养殖水中主要营养物质的去除率随表面流的流量增大而减小。这是因为在稻田规格一定的情况下，增加流量必然加大流速，缩短了池塘水在田间的滞留时间。

(5)只要在稻田水肥管理和防虫治病中考虑到池塘健康养殖的要求，通过养殖水在池塘和稻田之间的流动实现物质循环利用和水质净化是可行的。

[1]徐 皓,刘兴国,吴 凡.池塘养殖系统模式构建主要技术与改造模式[J].中国水产,2009,(8):7-9.

[2]李 谷,钟 非,成水平,等.人工湿地养殖池塘复合生态系统构建及初步研究[J].渔业现代化,2006,(1):13-15.

[3]陈家长,何尧平,孟顺龙,等.表面流人工湿地在池塘养殖循环经济模式中的净化效能研究[J].农业环境科学学报,2007,26(5):1898-1904.

[4]周 元，朱建强，吴启侠.稻田对池塘养殖肥水的吸收利用效果研究[J].灌溉排水学报,2011,30(5):78-81.

[5]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第4版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002.

2013-01-20

国家科技支撑计划项目(2012BAD25B05);国家大学生创新性实验计划项目(111048915)。

范鸿志(1992-)，男，现从事农业资源与环境研究。

朱建强,E-mail:zyjb@sina.com。

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1673-1409(2013)05-0061-03