本發(fā)明涉及一種利用稻蟹共作防控農(nóng)田面源污染的方法，屬于面源污染控制技術領域。

背景技術：

水稻喜高溫，對生長土壤環(huán)境要求不嚴格，其種子可以在水中發(fā)芽和生長，主要種植在我國南方地區(qū)，是我國主要的糧食作物之一。在傳統(tǒng)水稻種植模式中，只在水田內(nèi)以單種植水稻為主，但是近年來，水稻經(jīng)常遭受病害、蟲害、草害，為了保證水稻的產(chǎn)量，化肥、農(nóng)藥的使用量也急劇增長，多余的化肥、農(nóng)藥隨稻田用水進入湖泊河流，造成地區(qū)性的面源污染，對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成極大的危害。

河蟹學名中華絨螯蟹，常穴居于江、河、湖沼的泥岸，夜間活動，以魚、蝦、動物尸體和谷物為食。河蟹具有肉質(zhì)鮮嫩、營養(yǎng)豐富的特點，是深受人們喜愛的一味食品，具有較高的經(jīng)濟價值，所以河蟹的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，但是通過池塘、湖泊圈養(yǎng)單獨養(yǎng)殖河蟹往往被扣上了污染水質(zhì)、破壞生態(tài)環(huán)境的帽子。為了減少養(yǎng)殖河蟹對池塘、湖泊的污染，發(fā)展新型河蟹養(yǎng)殖技術已經(jīng)迫在眉睫。

解決水稻種植和河蟹養(yǎng)殖農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的面源污染問題，已經(jīng)刻不容緩，特別是稻田的中氮含量嚴重超標，經(jīng)過檢測，稻田表面水多為劣V類水質(zhì)，凈化難度較大。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有稻田面源污染嚴重的問題，本發(fā)明提供一種利用稻蟹共作防控農(nóng)田面源污染的方法。該方法主要是采用在稻田中引入河蟹，增加稻田生物的多樣性，根據(jù)稻養(yǎng)蟹、蟹養(yǎng)稻、稻蟹共作的理論，把原有矛盾的種植業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合起來，將兩種不同的生產(chǎn)場所合并在一起，使水稻和河蟹養(yǎng)殖結(jié)合，利用河蟹在稻田養(yǎng)殖的模式以控制稻田面源污染。

本發(fā)明在防治稻田面源污染的同時，兼顧水稻和河蟹的經(jīng)濟效益。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的以下技術方案：

利用稻田放養(yǎng)河蟹以控制農(nóng)田面源污染的方法，主要包括4個管理階段，即蟹苗集中暫養(yǎng)管理、水稻育苗管理、河蟹放養(yǎng)稻田管理和河蟹集中育肥管理，整個技術管理環(huán)節(jié)從河蟹苗種準備和水稻選種育種開始，到水稻收獲和河蟹包裝上市結(jié)束。

上文所述的蟹苗集中暫養(yǎng)管理階段，主要從購置河蟹苗種到河蟹幼苗可以投放稻田為止；所述的水稻育苗管理階段，主要從水稻選種準備到水稻秧苗可以移栽稻田為止；所述的河蟹放養(yǎng)稻田管理階段，主要從河蟹可以投放稻田到稻田收獲前捕撈河蟹為止；所述的河蟹集中育肥管理階段，主要從河蟹投放育肥池塘到河蟹上市為止。

所述的蟹苗集中暫養(yǎng)管理期間需要注意事項：

河蟹苗種應該規(guī)格整齊、體質(zhì)健壯、體色光澤、無病無傷、附肢齊全；

河蟹苗種暫養(yǎng)場所應該給排水方便、坡比、深度適宜，其中水深不低于50cm，并建有防逃設施和蟹島；

在河蟹苗種投放暫養(yǎng)場所之前，應該使用石灰水對蟹苗進行消毒；

河蟹苗種在集中暫養(yǎng)期間，對河蟹投喂粗蛋白含量大于38％豆粕。

所述的水稻育苗管理期間需要注意事項：

應該選擇可以適應當?shù)刈匀画h(huán)境條件的水稻品種，按每畝6～8kg進行備種，育苗前對稻種進行晾曬、篩選、消毒、浸泡、催芽等技術處理，并做好育苗期間稻苗的水、肥、蟲害管理；

所述的河蟹投放稻田管理期間需要注意事項：

在水稻秧苗可以移栽稻田之前，應該對稻田進行工程建設，主要包括建造河蟹防逃設施和加固田??；

水稻秧苗采用寬窄行種植，其中寬行距17cm，窄行距10cm，水稻秧苗株距為10cm；

水稻秧苗完成返青期以后，對稻田注入新水，使水位保持在10～20cm，并使用生石灰對稻田進行消毒、使用生物質(zhì)對稻田進行調(diào)節(jié)水質(zhì)，使稻田水質(zhì)滿足溶解氧大于5mg/L，pH值在7.5～8.5范圍，氨氮含量小于1mg/L；

稻田水質(zhì)滿足要求后，從暫養(yǎng)場所捕撈河蟹幼苗，多地點均勻投放稻田；

對河蟹投喂豆粕、玉米、小麥等飼料；

水稻施肥堅持控氮、穩(wěn)磷、補鉀、增施農(nóng)家肥的原則，以有機肥和生物肥為主，其中水稻的分蘗期、孕穗期若必須追施尿素，則每畝不應該超過3kg，且應該避開河蟹的脫殼高峰期；

對于水稻病蟲害，應該以預防為主，不用或少用農(nóng)藥，禁止施用有機磷類農(nóng)藥。

所述的河蟹集中育肥管理期間需要注意的事項：

水稻收獲前，對稻田中河蟹進行全部捕撈，并集中投放暫養(yǎng)場所集中育肥，期間對河蟹投喂小雜魚、螺螄、河蚌以及動物下腳料，直至河蟹可以上市為止。

在蟹苗集中暫養(yǎng)期間、河蟹投放稻田期間和河蟹集中育肥期間，必須每天對暫養(yǎng)場所和稻田進行巡查，防止河蟹生病或天敵進入稻田和暫養(yǎng)場所。

本發(fā)明的突出特點：

稻田由于引入河蟹物種，有利于稻田內(nèi)生物多樣性的恢復，使得稻田生態(tài)系統(tǒng)中生物鏈完整，河蟹在稻田中可以自由穿行，使得稻田中通氣性更好，可以促進水稻秧苗生長，另外河蟹是雜食性動物，可以取食稻田內(nèi)雜草，可控制草害；

水稻田自身的凈化功能較弱，稻田放養(yǎng)河蟹可以顯著降低稻田水面的氮濃度，對稻田水質(zhì)具有良好的凈化作用，具有顯著的環(huán)境效益；

河蟹對氨氮的耐受性較差，農(nóng)民為了減少河蟹的死亡，以獲得河蟹較高的經(jīng)濟效益，因此減少水稻田中農(nóng)藥化肥的投入量，不僅可以從源頭減少面源污染，同時降低稻米種植成本和獲得健康有機稻米；

其次，本發(fā)明方法能夠考慮水稻生長期與河蟹成長期不同步的特點，先將蟹苗集中暫養(yǎng)，當水稻秧苗在稻田完成返青期后，再將蟹苗投放水稻田，并在水稻成熟前，將河蟹捕撈，做集中育肥管理，可以增加河蟹的規(guī)格和產(chǎn)量，進而提高河蟹的經(jīng)濟效益。

該方法能夠促進我國南方水稻種植、河蟹養(yǎng)殖、生態(tài)環(huán)境共贏，為治理稻田面源污染和凈化水質(zhì)，提供一條適合中國國情和地域特色的技術途徑。

附圖說明

圖1是稻蟹共作防控農(nóng)田面源污染方法的流程框圖。

圖2是稻田進水與田面水總氮濃度對比柱狀圖。

圖3是稻田進水和田面水銨態(tài)氮濃度對比柱狀圖。

圖4是稻田進水和田面水硝態(tài)氮濃度對比柱狀圖。

在圖1中，虛線框圖1表示蟹苗集中暫養(yǎng)管理階段，虛線框圖2表示水稻育苗管理階段，虛線框圖3表示稻田河蟹養(yǎng)殖管理階段，虛線框圖4表示河蟹池塘集中育肥暫養(yǎng)管理。

在圖2中，羅馬數(shù)字II、III、IV和V分別表示水質(zhì)標準。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的技術方案、實施過程及原理等作進一步的詳細的闡述。

實施例1：云南省大理州洱源縣稻蟹共生防治農(nóng)田面源污染示范工程。

3月中旬進行河蟹苗種和水稻種子準備，其中河蟹苗種必須規(guī)格整齊、體制健壯、體色光澤、無病無傷、附肢齊全，水稻種子選擇適合大理市當?shù)刈匀画h(huán)境條件的楚粳28號。

如圖1所示，購置河蟹苗種后，從3月中旬開始對河蟹苗種進行集中暫養(yǎng)管理(1)，直到6月中旬蟹苗可以投放稻田為止。

蟹苗集中暫養(yǎng)管理(1)期間需要注意事項：

河蟹苗種暫養(yǎng)場所選擇給排水方便、坡比、深度適宜的稻田池塘中，其中要求暫養(yǎng)區(qū)域的水深不低于50cm，并建造防逃設施和蟹島；

在河蟹苗種投放暫養(yǎng)場所之前，應該使用石灰水對蟹苗進行消毒；

河蟹苗種在暫養(yǎng)期間，投喂粗蛋白含量大于38％的豆粕；

養(yǎng)護人員必須每日對河蟹苗種進行巡查管理，防止河蟹生病或天敵進入暫養(yǎng)場所。

如圖1所示，從3月中旬開始對水稻進行育苗管理(2)，直到5月下旬水稻可以移栽插秧為止。

水稻育苗管理(2)期間需要注意事項：

按每畝6～8kg進行購置楚粳28號稻種，育苗前需要對稻種進行晾曬、篩選、消毒、浸泡、催芽等技術處理，并做好育苗期間稻苗的水、肥、蟲害管理。

如圖1所示，從水稻秧苗移栽稻田開始，直到水稻收獲為河蟹放養(yǎng)稻田管理(3)。

稻田河蟹養(yǎng)殖管理(3)期間需要注意事項：

在插秧之前，對稻田進行工程建設，建造河蟹防逃設施和加固田埂，并設置進水口和出水口；

水稻秧苗采用寬窄行種植，其中寬行距17cm，窄行距10cm，水稻秧苗株距為10cm；

水稻秧苗完成返青期以后，對稻田注入新水，使稻田水位保持在10～20cm，然后使用生石灰對稻田進行消毒、生物質(zhì)對稻田調(diào)節(jié)水質(zhì)，使水質(zhì)滿足溶解氧大于5mg/L，pH在7.5～8.5范圍，氨氮含量小于1mg/L；

然后從暫養(yǎng)池塘捕撈河蟹，多地點均勻投放稻田；

對河蟹投喂豆粕、玉米、小麥等飼料；

對水稻施肥采用控氮、穩(wěn)磷、補鉀、增施農(nóng)家肥的原則，應該以有機肥和生物肥為主，其中水稻的分蘗期、孕穗期追施尿素則每畝不超過3kg，且應該避開河蟹的脫殼高峰期；

對于水稻病蟲害，應該以預防為主，不用或少用農(nóng)藥，禁止施用有機磷類農(nóng)藥；

水稻收獲時，水稻全穗失去綠色，穎殼95％變黃，米粒變白，手壓不變形；

河蟹放養(yǎng)稻田期間，在稻田進水口處設置一個監(jiān)測點，稻田內(nèi)均布設置三個監(jiān)測點，每個監(jiān)測點取樣方式均為該點附近水域多點混合樣品，用于測試河蟹放養(yǎng)稻田前后，稻田水質(zhì)的變化；

稻田水樣測試指標為總氮濃度，其中，總氮采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-89)。

如圖1所示，從稻田捕撈河蟹投入池塘開始，到河蟹可以包裝上市為河蟹集中育肥管理(4)。

河蟹集中育肥管理(4)期間需要注意事項：

水稻收獲前，對稻田中河蟹進行全部捕撈，并集中投放集中育肥場所，對河蟹投喂小雜魚、螺螄、河蚌以及動物下腳料，集中育肥直至河蟹可以上市為止。

在蟹苗集中暫養(yǎng)管理(1)、河蟹放養(yǎng)稻田管理(3)和河蟹集中育肥管理(4)期間，必須每天對暫養(yǎng)場所和稻田進行巡查，防止河蟹生病或天敵進入暫養(yǎng)場所和稻田。

為了測試稻蟹共作防控農(nóng)田面源污染和改善水質(zhì)方法的效果，通過對稻田水質(zhì)監(jiān)測點記錄的數(shù)據(jù)，繪制圖2稻田進水口和田面水內(nèi)總氮濃度隨時間變化的柱狀圖，圖3稻田進水口和田面水內(nèi)銨態(tài)氮濃度隨時間變化的柱狀圖和圖4稻田進水口和田面水內(nèi)硝態(tài)氮濃度隨時間變化的柱狀圖，本實施例中，8月上旬開始，逐步將河蟹從稻田轉(zhuǎn)移，至8月22日基本轉(zhuǎn)移完畢。

如圖2所示，在試驗初期，測得稻田進水口總氮濃度較高，最高達到2.92mg/L，水質(zhì)較差，屬于劣V類水，但同時期測得田面水為0.88mg/L(II到III類水之間)；隨著時間的推移，進水總氮濃度變化較大，但均維持在IV類水到V類水的水平，而田面水總氮濃度均維持在1mg/L以內(nèi)，保持在II到III類水之間；從8月上旬至8月22日，隨著河蟹的逐漸捕撈轉(zhuǎn)移出稻田，田面水呈現(xiàn)總氮濃度呈現(xiàn)上升的趨勢，8月22日數(shù)據(jù)顯示，進水濃度為2.72mg/L(劣V類水)，田面水濃度也高達1.95mg/L(IV到V類水之間)。

此試驗結(jié)果說明，稻田放養(yǎng)河蟹對稻田水質(zhì)具有良好的凈化作用，可將劣V類水凈化至II到III類水之間，當河蟹逐步轉(zhuǎn)移出稻田之后，稻田水水質(zhì)逐漸惡化，逐步上升至IV到V類水之間，說明水稻田自身的凈化功能較弱，河蟹對稻田水質(zhì)的凈化起到了主要作用。

如圖3所示，在試驗初期，稻田進水口銨態(tài)氮濃度明顯高于田面水，6月份河蟹投入稻田中后，田面水銨態(tài)氮濃度逐漸穩(wěn)步降低，雖然在7月4日隨著進水的銨態(tài)氮濃度反彈升高而略有上升，但田面水銨態(tài)氮濃度仍在0.08mg/L以內(nèi)；在8月份，隨著河蟹被逐漸捕撈轉(zhuǎn)移之后，田面水銨態(tài)氮濃度立即升高，至8月22日達到最高值，為0.183mg/L。

稻田表面有一層水層，使底部土壤形成了厭氧環(huán)境，銨態(tài)氮是在厭氧條件下蛋白質(zhì)的分解和土壤礦化作用產(chǎn)生的，河蟹在稻田中的活動對稻田表面有疏松作用，使田面水和土壤的含氧量增加，減少了厭氧條件，這應該是河蟹投放稻田后，導致田面水銨態(tài)氮濃度降低的主要原因。

此試驗結(jié)果說明，稻田自身會產(chǎn)生一定量的銨態(tài)氮，稻田中河蟹的投入可以顯著降低田面水銨態(tài)氮濃度，且河蟹的活動可以將銨態(tài)氮的濃度控制在0.08mg/L以內(nèi)。

如圖4可知，田面水硝態(tài)氮濃度與銨態(tài)氮濃度的變化趨勢相類似，河蟹投放稻田時期，田面水硝態(tài)氮濃度在0.5mg/L以內(nèi)，河蟹捕撈轉(zhuǎn)移后，田面水硝態(tài)氮濃度逐漸升高，至8月22日，高達2.6mg/L，在此期間進水硝態(tài)氮濃度的升高可能是導致田面水硝態(tài)氮濃度升高的主要原因。

此試驗結(jié)果說明，河蟹投放稻田可以顯著降低田面水硝態(tài)氮濃度，河蟹的活動可以將硝態(tài)氮濃度控制在0.5mg/L以內(nèi)；另外一方面，河蟹的捕撈轉(zhuǎn)移使稻田面水的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮濃度的同步升高，與田面水總氮濃度的升高相符。

經(jīng)過在大理洱源縣水稻種植區(qū)域試驗推廣該方法控制農(nóng)田面源污染和改善稻田水質(zhì)效果顯著，除此之外，還具有較好的經(jīng)濟效益，主要表現(xiàn)以下幾點：

首先河蟹從稻田捕撈后經(jīng)過集中育肥，可以增加河蟹的規(guī)格和產(chǎn)量，能明顯提高養(yǎng)殖河蟹農(nóng)戶的經(jīng)濟效益；

其次河蟹排泄物可以作為肥料，供給水稻秧苗，使稻田施肥量減少，避免了農(nóng)藥的使用，降低農(nóng)業(yè)成本，同時獲得健康有機稻米，可以提高稻米種植戶的經(jīng)濟效益。