稻蝦綜合種養田水質與土壤重金屬含量分析

尹思慧，黃鴻兵，代培，王維紅，金晶，韓飛

（1.江蘇省淡水水產研究所，江蘇 南京 210017；2.江蘇省水產學會，江蘇 南京 210017）

克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），俗稱小龍蝦，其味道鮮美，吃法多樣，深受消費者青睞。根據《中國小龍蝦產業發展報告（2022）》[1]，2021 年，我國小龍蝦產業發展，雖然因“新冠肺炎”疫情受到一定影響，但總體上穩中有進、穩中向好，實現恢復性增長，據測算，2021 年我國小龍蝦產業總產值為4 221.95 億元，稻蝦種養面積140 萬hm2，小龍蝦產量220 萬t，面積和產量同比分別增長10.99%和6.68%，占小龍蝦養殖面積和產量的80.77%和83.54%；作為稻漁綜合種養的最主要模式，稻蝦種養分別占全國稻漁綜合種養面積及水產品產量的52.95%和61.85%，仍保持較快發展速度，但隨著基數的增大，稻漁綜合種養發展趨于穩定，稻蝦種養增速有所放緩。

江蘇省是小龍蝦養殖大省，2021 年小龍蝦養殖產量26.37 萬t，名列全國第四。江蘇省“稻蝦+N”輪作/共作模式不斷創新發展，稻蝦鱉、稻蝦烏鱧模式等均取得積極成效。為了解稻蝦綜合種養田塊不同生產管理時期水質與土壤重金屬變化規律，于2021年，對江蘇省鹽城市稻蝦綜合種養田水質和土壤重金屬進行了檢測。

1 材料與方法

1.1 時間與地點

2021 年3、4、6、7、9 和11 月。地點位于江蘇省鹽城市濱海縣江蘇東順農業發展有限公司種植基地。選擇一塊稻蝦綜合種養試驗田，田塊呈長方形（300 m×75 m），田塊中間為種稻區域，水稻品種為南梗9108，四周為環溝，獨立進排水，投放克氏原螯蝦。設置2 個水質采樣點（溝1 和溝2）和4 個土樣采樣點（溝1#，溝2#，田1 和田2）。

1.2 檢測指標

水質指標為總磷（TP）、總氮(TN)、高錳酸鹽指數（IMn）、葉綠素a（Chl-a）、胺態氮（NH4＋-N）、硝酸鹽氮（NO3-－N）、亞硝酸鹽氮（NO2－-N）、磷酸根（PO43--N）、pH 值、溶解氧（DO）和透明度（SD）。土壤指標為鋁、鉻、銅、鋅、鎘和總有機質。

1.3 檢測方法

于水面50 cm 處，用多功能水質監測儀原位測量水溫、pH 值和DO；利用透明度盤測量SD；用采水器采集1 L 表層（50 cm）水樣，混合均勻后送至南京皓安環境監測有限公司檢測。TP 檢測采用鉬酸銨分光光度法，TN 檢測采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，IMn檢測采用堿性碘化鉀高錳酸鉀法，Chl-a 檢測采用分光光度法，NH4＋-N 檢測采用納氏試劑分光光度法，NO3-－N 檢測采用紫外分光光度法，NO2－-N 檢測采用分光光度法。

用采泥器在采樣點0～15 cm 耕層，采集土壤樣品，送至南京皓安環境監測有限公司檢測重金屬。重金屬采用電感耦合等離子體-質譜法，總有機質測定參照《土壤檢測 第6 部分：土壤有機質的測定》（NY/T 1121.6—2006）。

1.4 評價方法

參照《湖泊（水庫）富營養化評價方法及分級技術規定》中湖泊（水庫）富營養化狀況評價方法，對環溝水的綜合營養狀態指數進行評價，公式如下：

式中：TLI（∑）——綜合營養狀態指數；Wj——第j 種參數的營養狀態指數的相關權重；TLI（j）——第j 種參數的營養狀態指數。

各參數綜合營養狀態指數（TLI）計算公式為：

根據《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 15618—2018），評價環溝和稻田土壤中重金屬含量。營養狀態分級見表1。

表1 營養狀態分級

1.5 種養管理

采樣時間對應的稻蝦田種養管理方法見表2[2]。

表2 種養管理

1.6 數據分析

采用Excel 2010 軟件，進行繪圖和數據分析。

2 結果與分析

2.1 水質

3—11 月份，環溝水質指標變化見圖1（a）（b）（c）。由圖1 可見，隨著養殖周期的延長，TP、TN、NH4+-N 和Chl-a 質量濃度呈緩慢增長趨勢，其中Chl-a 質量濃度11 月份驟升；PO43--N、NO3--N 和NO2--N 質量濃度總體趨于平穩，變化幅度不大。3—6 月份，DO 隨著水溫的上升而降低，7 月份驟升達到最高值，隨后緩慢下降。pH 值為7.85～9.21；ρ（IMn）為3.56 ～7.27 mg/L，趨勢較平穩；SD為9.00～34.00 cm，呈降低趨勢。

圖1 環溝水質指標變化趨勢

2.2 TLI（∑）

3—11 月份，環溝水TLI（∑）變化見圖2。由圖2 可見，環溝水TLI（∑）3—4 月份較低，總體呈上升趨勢。根據營養狀態分級，4 月份為輕度富營養狀態，其余月份為重度富營養狀態。

圖2 環溝水TLI（∑）變化

2.3 土壤

3—11 月份，環溝和稻田土壤中重金屬含量見圖3（a）（b）（c）（d）。由圖3 可見，環溝和稻田土鉻、銅、鋅含量總體呈下降趨勢，鎘含量呈增加趨勢，稻田土的鉻、銅、鋅、鎘含量普遍高于環溝土。

3—11 月份，環溝土壤和稻田土壤的有機質和鋁含量見圖4、5。由圖4、5 可見，環溝土壤中有機質含量為3.44%～9.43%，稻田土壤中有機質含量為5.57%~8.93%，總體變化趨勢不太明顯。環溝土壤中鋁含量呈下降趨勢，稻田土壤中鋁先升后降，總體上看，稻田土壤中鋁含量高于環溝土壤。

圖4 環溝和稻田土壤有機質含量

圖5 環溝和稻田土壤鋁含量

3 討論

3.1 水質

水體環境是稻蝦共作生態系統的重要組成部分，水質的優劣直接影響水稻、克氏原螯蝦和水生動植物的生長與發育，對整個稻田生態系統起著重要作用[3]。環溝水中pH 值為7.85～9.21，偏堿性，根據《漁業水質標準》（GB 11607—89），淡水漁業水域的pH 值應為6.5～8.5。而7 和9 月份環溝水中pH 值>9，可能跟水溫過高、水草藻類較多有一定關系，不利于克氏原螯蝦生長。環溝水中ρ（DO）符合《漁業水質標準》（GB 11607—89），通常高溫會引起水體中ρ（DO）降低[4]，但7 和9 月ρ（DO）>18 mg/L，可能是環溝中藻類較多，光合作用較強，增加了ρ（DO）。環溝水SD 為9.00～34.00 cm，說明該稻蝦田水體較肥沃，這和DO 變化特征也較為一致。

參照《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002），環溝水中ρ（IMn）符合Ⅲ類水標準，ρ（TP）略超標，ρ（TN）超出標準值較多。隨著養殖周期延長，TP、TN、NH4+-N 和Chl-a 質量濃度總體呈緩慢增長趨勢，11 月份達到最高值，這可能是和克氏原螯蝦的活動攪動水體底質、促進底質氮磷等營養元素的釋放[5]以及藻類繁殖較多有關。

3.2 TLI（∑）

環溝水中TLI（∑）評價等級均為富營養。其中3—4 月份TLI（∑）較低，這和3—4 月份蝦苗剛投放、水稻處于育秧狀態有一定關系。4—11 月份，TLI（∑）逐漸升高。

3.3 土壤

根據《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 15618—2018），稻田土壤中鉻、銅、鋅、鎘含量未超風險值，但其普遍高于環溝土壤，這可能是稻田的肥料中含有重金屬。

4—7 月份，環溝土壤中有機質含量高于稻田土壤，3、9 和11 月份稻田土壤中有機質含量高于環溝土壤，符合水稻、小龍蝦的種養周期特征。

4 結論

濱海稻蝦綜合種養田塊的水體呈富營養化狀態，且隨著養殖周期的延長，水質富營養化呈增長態勢；稻田土壤中重金屬含量普遍高于環溝土壤，但總體上處于安全狀態。