随著(zhe)經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對(duì)水産品的需求量也日益增加。
在利益的驅動下, 許多養殖戶往往在同一池塘連續多年養殖同一品種(zhǒng)或同一食性水産經(jīng)濟動物 ( 農業上稱爲 “連作”) , 在此養殖方式下, 池塘生産性能(néng)不斷衰退, 魚類病害頻頻發(fā)生, 養殖環境出現嚴重的連作障礙。
連作障礙産生的原因是池塘在連作過(guò)程中生态環境發(fā)生漂移而沒(méi)有得到修複。
池塘底泥是池塘生态系統中的一個非常重要的組成(chéng)部分, 水中的許多物質都(dōu)是來源于與底泥的物質交換 , 池塘底泥的理化和生物性質決定了泥土中的生物群落 ,也決定了池塘水體中的水生生态組。
因 此,可認爲池塘底泥生态條件的漂移是連作障礙産生的根本原因, 休耕期間對(duì)池塘底泥進(jìn)行合理的修複就(jiù)顯得十分重要。
近年來調查發(fā)現, 連作障礙也是鳜 ( Sinipercachuatsi) 病害頻發(fā)的主要原因之一。
而以往對(duì)鳜病害的研究和防治主要是針對(duì)其病原, 很少從池塘的生态環境角度考慮。
此試驗研究了 6 種(zhǒng)不同的處理方法對(duì)鳜塘底泥理化和生物性質的影響, 探讨了底泥理化和生物性質之間的關系, 并采用綜合指數法對(duì)各修複方法進(jìn)行了綜合評價, 旨在探索出适合鳜塘的修複方法, 爲鳜塘連作障礙的克服提供科學(xué)依據, 同時(shí)也爲其他水産動物疾病的預防和健康養殖提供新的思路。
試驗所用的底泥采自廣東順德龍江和江門荷塘2 鎮的3口鳜塘
在池塘剛收獲成(chéng)魚時(shí), S 型模式采集表層 15 cm 厚的池塘底泥,底泥采集後(hòu)立即運回。
生石灰( CaO) 、 硝 酸 鈉 ( NaNO3 ) 、 尿 素[ CO( NH2 ) 2 ] 均爲實驗室常用分析純試劑。
改良劑爲市售産品, 主要成(chéng)分爲聚合劑、氧化劑、吸附劑和 pH 穩定劑。幹草即幹稻草。
將(jiāng)每口池塘底泥均分爲 6 份, 平鋪于 1. 0 m ×0. 5 m ×0. 7 m水泥池裡(lǐ), 泥層表面(miàn)積 0. 35㎡ , 厚度 0.10 m。
底泥分爲 6 個不同處理組, 每個處理組由3口池塘底泥組成(chéng), 即 1 個鳜塘底泥爲 1 個重複。
幹燥: 將(jiāng)土壤置于太陽下直接暴曬; 幹燥後(hòu)破碎：土壤幹燥 1 周後(hòu), 用鐵鍬翻動土壤, 使其不闆結, 然後(hòu)繼續幹燥;
堿化: 將(jiāng)石灰溶于水後(hòu)直接潑灑在土壤上, CaO 用量爲 0. 57 kg/㎡ ;
改良劑:水泥池中加 0. 25m³自來水, 然後(hòu)根據說(shuō)明進(jìn)行使用;
施 肥: 土 壤 幹 燥 1 周 後(hòu), 將(jiāng) 12 g NaNO3( 0. 034 kg/㎡) 和 10 g CO( NH2 ) 2 ( 0. 029 kg/㎡ ) 撒于土壤上;
熱熏: 土壤幹燥 1 周後(hòu), 用 2kg 幹草 ( 5. 71 kg/㎡ ) 在土壤上直接焚燒。
每組處理時(shí)間均爲 2 周, 處理完畢後(hòu), 5 點采樣法采集 0.10 m厚土壤進(jìn)行理化性質和土壤呼吸強度測定。
土壤理化性質的測定參考魯如坤的方法, pH測定采用玻璃電極法, 水土比例爲 1:1;
水分測定采用失重法; 有機質測定采用重鉻酸鉀氧化-容量法; 總氮 ( TN) 測定采用凱氏法; 總磷 ( TP) 測定采用酸溶-钼銻抗比色法; 交換性鈣用醋酸铵-原子吸收分光光度法。
靜态呼吸氣室法, 參考 BOYD和楊繼松等的方法。
采用綜合指數法評價各修複方法對(duì)土壤的改良效果
采用最小差異顯著法 ( LSD) 多重比較分析不同處理後(hòu)各指标的變化; 采用通徑分析對(duì)土壤理化指标和土壤呼吸變量進(jìn)行相關分析。所有統計分析均在 SPSS 10. 0 上進(jìn)行。
土壤處理前後(hòu) 理化性質見表 3。與處理前相比, 池塘底泥經(jīng)過(guò)處理後(hòu)理化性質均有所改變, 各處理手段均能(néng)使池塘底泥 pH 上升, 其中堿化效果明顯, pH 從 6. 98 升高至 10. 55, 其餘處理方法效果并不明顯;
水分受處理手段的影響較大, 幹燥、破碎、熱熏能(néng)使底泥的含水量降 低; 幹燥、破碎後(hòu), 底泥中的有機質略有降低;
施氮肥能(néng)使 TN 含量升高; 碳/氮( C/ N) 因處理手段不同而波動; 用生石灰進(jìn)行堿化可以大幅度提高底泥可交換鈣含量。
各處理方法均能(néng)提高土壤呼吸強度 ( 表 4) 。
通過(guò) LSD-t 多重比較, 與處理前相比, 各處理方法中幹燥、幹燥後(hòu)破碎、施肥等手段能(néng)顯著地提高土壤呼吸強度 ( P < 0. 05) , 其中 破碎效果最 顯著,
提高了 52. 3% , 這(zhè)說(shuō)明池塘底泥幹燥 1 周後(hòu)進(jìn)行破碎能(néng)夠很好(hǎo)地改善土壤微生物條件, 促進(jìn)土壤礦化, 降低土壤有機質含量。
爲研究土壤理化因子對(duì)土壤呼吸強度的影響,對(duì)土壤理化因子和呼吸強度進(jìn)行多元回歸分析。
采用逐步分析法對(duì)土壤呼吸強度與土壤各理化因子測定結果進(jìn)行回歸, 得到多元回歸方程:
U = 1. 445X1 + 0. 124X2 + 0. 142X3 + 0. 009X4 +
其中 U爲土壤呼吸強度,X1爲 pH, X2爲水分,X3 爲有機質,X4爲 TN, X5爲 C/ N, X6爲總磷( TP) 。
因爲采用的是逐步分析法, 所以可交換性鈣被排除。方程中的系數即直接通徑系數, 其乘以各理化因子之間的相關系數即間接通徑系數。
直接通徑系數反應了各主要理化因子對(duì)土壤呼吸強度的直接影響, 而間接通徑系數卻是一種(zhǒng)間接影響力, 指的是以主要理化因子通過(guò)其他理化因子對(duì)土壤呼吸強度産生的間接影響程度。
這(zhè)種(zhǒng)影響力更具有客觀性, 因而也更具有真實表現力。
土壤中 TN對(duì)土壤呼吸直接影響較小, 但其通過(guò) C/N 對(duì)土壤呼吸産生的間接通徑系數卻達到了 0. 150, 是直接通徑系數的 16. 7 倍, 可見 TN 對(duì)土壤呼吸的影響體現在間接影響上。
與此類似, TP 對(duì)土壤呼吸的影響也是通過(guò)有機質間接表現的。
理化因子對(duì)土壤修複方法評價結果顯示, 改良劑對(duì)土壤理化因子的改良整體效果最好(hǎo), 其次是施無機氮肥, 而堿化效果最差;
采用土壤呼吸單因子評價修複效果可見, 破碎對(duì)底泥生物因子的修複效果最好(hǎo), 堿化效果最差; 各修複方法綜合評價得分由高到低排列依次爲幹燥後(hòu)破碎、幹燥、施無機氮肥、熱熏、改良劑和堿化。
從上述結果來看, 不合理的堿化不但不能(néng)達到改良的效果, 反而會(huì)使底泥理化和生物性質惡化。
池塘底泥性質包括理化和生化性質, 而與理化性質相比, 生化性質所受的重視要小的多, 然而土壤生化性質可以反映土壤微生物群落多樣性及生物活性, 從而更能(néng)有效地反映土壤的狀況。
土壤呼吸是土壤與大氣交換二氧化碳的過(guò)程, 其反映了土壤的生物活性和土壤物質代謝的強度;
土壤呼吸也是系統對(duì)環境脅迫響應的指标之一 , 此外還(hái)可以作爲環境污染程度和生态系統對(duì)污染的承受力的一個判據 。
影響陸地土壤呼吸的因素主要是溫度和水分等氣象因子, 其次還(hái)有土壤的養分狀況、有機質含量、植被類型與地表覆蓋、風速及人爲活動造成(chéng)的土地利用方式改變的影響等 。
池塘底泥也具有生物活性體系] , 因此, 土壤呼吸也可用來判斷池塘底泥性質的好(hǎo)壞, 土壤呼吸強說(shuō)明生物活性高, 底泥中的有機物質消除速率快, 土壤狀況好(hǎo)。
BOYD 和 PIPPOPINYO研究 了幹燥、堿化、翻耕、微生物改良劑和施氮肥對(duì)池塘土壤呼吸的影響, 認爲幹燥、堿化、翻耕和施氮肥能(néng)不同程度地提高呼吸強度, 但微生物改良劑對(duì)土壤呼吸強度沒(méi)有影響。
試驗中使用了 6 種(zhǒng)不同的修複方法對(duì) 3 口鳜塘底泥進(jìn)行修複, 結果表明, 池塘底泥幹燥 1 周後(hòu)破碎再幹燥能(néng)很好(hǎo)地提高土壤呼吸強度, 這(zhè)與BOYD 和 PIPPOPINYO的結果有相似之處。
多元回歸分析和通徑分析表明, 對(duì)土壤呼吸強度的直接影響力 ( 按絕對(duì)值大小) 排序依次爲 pH > C/ N > 有機質 > 水分 > TN> TP, 而 TN和 TP 對(duì)土壤呼吸的影響是通過(guò)其他理化因子間接表現出來的。
由此可見,要加快土壤有機質消除速度, 提高土壤呼吸強度,在池塘修複過(guò)程中首先要對(duì)池塘的 pH 進(jìn)行調整,使其達到最适範圍, 然後(hòu)調節有機質和水分等。
目前, 評價土壤狀況的方法主要有綜合指數法、模糊判斷、灰色系統聚類和人工神經(jīng)網絡法 。
文章結合相關資料, 將(jiāng)評價指标分爲一級和二級指标, 并采用綜合指數法對(duì)土壤修複效果進(jìn)行評價。
從各理化因子來看, 堿化最能(néng)提高土壤pH 和可交換性鈣含量; 熱熏可以降低池塘底泥水分; 施氮肥可以降低 C/N, 而熱熏可以提高 C/ N;使用 CaO 可以顯著地提高池塘底泥中可交換性鈣;土壤呼吸評價修複效果顯示, 破碎能(néng)較好(hǎo)地提高土壤呼吸強度, 其次爲幹燥。
綜合評價結果顯示, 破碎對(duì)土壤的整體修複效果最好(hǎo), 堿化修複的整體效果最差。
從評價結果來看, 生物因子對(duì)土壤修複狀況的評判和綜合評價的結果相似, 而理化手段的評判與綜合評價有所差别, 這(zhè)間接反映了生物因子比理化因子更能(néng)反映土壤狀況。
試驗初步建立了土壤狀況綜合評價方法, 但由于試驗所用地評價指标相對(duì)較少, 尤其是土壤生物性質中的二級指标隻用了土壤呼吸一個生化指标。
目前, 土壤生物性質的評價指标包括土壤酶活力、土壤呼吸強度、土壤生物
多樣性等, 今後(hòu)對(duì)土壤評價應該增加指标, 以能(néng)更客觀地評價土壤狀況, 進(jìn)而對(duì)土壤修複效果進(jìn)行評價。
目前, 珠江三角洲在休耕期間對(duì)鳜塘修複的主要手段是帶水潑灑 CaO, 少數塘主幹塘、曬塘後(hòu)進(jìn)行堿化。
從試驗結果來看, 盡管堿化可以提高池塘底泥 pH 和可交換性鈣含量, 但若操作不當, 不僅使底泥 pH 和可交換性鈣含量過(guò)高, 同時(shí)還(hái)影響底泥呼吸強度。
另外, 還(hái)有研究表明, 可交換性鈣含量過(guò)高, 可影響底泥中磷元素的釋放, 因爲磷會(huì)和鈣結合形成(chéng)磷酸鈣沉澱, 從而使磷元素得不到合理的利用 。
1) 幹塘。池塘收獲後(hòu), 將(jiāng)水排幹, 太陽下暴曬 1 周左右。
2) 翻耕。應用農業機械對(duì)土壤進(jìn)行翻耕, 防止底泥闆結, 提高土壤的通氣性。
3) 樣品檢測。采土壤樣品進(jìn)行理化分析, 并結合結果, 選擇使用以下措施: 堿化, 根據檢測結果判斷池塘是否需要進(jìn)行堿化以及堿化需要量; 熱熏, 降低土壤的含水量, 進(jìn)一步促進(jìn)土壤有機物質的分解和礦化; 施肥, 适當補充常量和微量元素。
4) 耙平, 壓實。應用農業機械, 將(jiāng)池塘底泥耙平, 并壓實。