镉污染稻田“虾稻轮作-稻鱼共生”安全利用模式试验总结_王冬武.pdf

064当代水产 2023320233当代水产065镉污染稻田“虾稻轮作-稻鱼共生”安全利用模式试验总结 王冬武1,2*何志刚1,2 易继华3 黄向荣1 田 兴1,2 何 咏1,2 彭晓明3 李金龙1,2（1 湖南省水产科学研究所 湖南 长沙 410153；2 国家虾蟹产业技术体系长沙综合试验站 湖南 长沙 410153；3 湘阴县水产工作站 湖南 湘阴 414699）1 试验背景当前，我国重金属污染耕地大约在2.0107hm2，其中重金属镉（Cd）污染点位超标率为7.1%，主要污染区为中国南方水稻主产区，对粮食安全造成了一定的威胁。据研究报道，土壤镉含量为0.9mg/kg以下的中低镉污染稻田，采取“VIP+n”技术模式，可有效降低大米的镉积累，但相关技术措施因投入强度大且无额外经济产出，推广难度较大；湖南省水产科学研究所前期研究数据表明，镉污染稻田转型开展水产养殖，鱼虾等水产品质量符合食品安全标准，无镉污染风险隐患，但与国家保障粮食生产有一定矛盾。如何在中低镉污染稻田开展稻渔综合种养，“边生产边修复”，保障粮食与水产品稳定安全供给，我们做了“虾稻轮作-稻鱼共生”的试验探索，现总结如下：2 试验材料与方法2.1 试验设计与田块布置试验田块位于湘阴县某公司基地，该公司现有流转稻田1,000余亩，为中低镉污染区，2022年开展小龙虾养殖，田间工程及水电路配套设施齐全。水源水以渠道水与自备水井取水为主，每丘设置12个水井，每日进水量约400m。流转稻田土壤镉含量略超限值，为0.40.7mg/kg，井水镉含量为未检出，或远低于限量值；流转稻田生产大米镉含量超标，为0.20.6mg/kg之间。在该公司稻田基地，随机选择某田块（40亩左右），抬高拓宽田埂分成3个实验单元，其中每个单元间的环沟用金属拦网阻隔（过水不过鱼），每个单元内分别种植三个实验水稻品种（农香39、青莲丝占与安优2号面积比为103.51.5，品种之间留1m间距，试验水稻品种由湖南省水稻研究所提供）；每个单元内分别养殖1个鲤鲫品种，合方鲫、乌鲤、瓯江彩鲤（鱼苗分别由湖南师范大学、湖南海博种业科技有限公司提供）。实验田块布置如图1。实验田块周边为对照田块，种植水稻品种为黄花占，采取传统种植模式，未开沟、未养殖、未进行生石灰处理。2.2 技术管理措施2.2.1 田间工程改造2021年底水稻收割后，利用开挖边沟的泥土加高加固田面上两道田埂，田埂高出田面0.4m、宽0.5m，将3个实验单元物理隔开。6月底收获小龙虾后，再进行池埂整理，设置好防逃设施。2.2.2 小龙虾养殖小龙虾养殖采取育养分离、轮捕轮放模式。2022年12月田面和环沟移植伊乐藻，施一定量的基肥，促进水草生长。随着水温升高，缓慢加水抬高田间水位。3月19日、4月10日、5月5日从育苗区分批转移虾苗投放至实验田养殖，投苗量分别为15kg/亩、10kg/亩、10kg/亩，投苗规格分别为4.5g/图1 实验田块布置 基金项目：现代农业产业技术体系（CARS-48）尾、5.5g/尾、8.5g/尾左右；从4月10日至6月10日期间投放4.0cm地笼分批起捕30g规格小龙虾上市销售；6月15日前完成小龙虾养殖周期，降水整田。2.2.3 水稻种植采用育秧盘育秧、抛秧移栽方式进行。每个水稻品种间留1m间距，浅沟分隔；插秧前整田，每亩施生石灰75kg。6月下旬完成插秧工作，秧苗栽插采用大垄宽、窄行方式，每隔10m留0.5m行沟，便于鱼类进田活动觅食；后期根据需要补施分糵肥、抽穗肥；水稻病虫害统防统治与追肥推荐使用无人机或安装诱虫灯；10月初，稻谷成熟度达到80%90%用收割机收割，机收时尽量留低桩。2.2.4 鱼类养殖选用合方鲫、乌鲤、鸥江彩鲤等当年培育的夏花鱼苗，规格在25g，7月10日每亩放养密度400500尾；总计放养鲤鲫鱼苗18,000尾。鱼苗先放养至围沟里，待秧苗稳根返青后加水让其自由进入稻田中；鱼类养殖周期120d左右，日投喂量为鲤、鲫鱼总重量的2%3%，具体投喂量每半个月调整1次；水稻收割后，视长成规格，适时起捕。水稻种植期间一直保持田面高水位，仅在收割前35d降水晒田。2.2.5 采样时间与指标2022年6月10月，每月采样1次。实验田小龙虾养殖结束时，采集小龙虾成虾样品；稻田降水整田，采集耕作层土壤样品、水源水样、稻田水体水样；实验田放养鱼苗采样；实验田水稻收割时，采集稻谷、秸秆，耕作层土壤、水体；养殖结束时采集商品鱼样品。所有样品送往农业农村部渔业产品质量监督检验测试中心（长沙）检测重金属指标。3 试验结果与分析3.1 小龙虾、鱼与水稻收获情况3.1.1 小龙虾收获情况实验田小龙虾亩产量为153kg，捕捞规格为30g/尾，销售均价为30元/kg，亩产值4,575元，亩成本1,641元（小龙虾苗种、饲料、水电、调水动保药品、工人工资），亩纯利润2,948元。3.1.2 水稻收获情况实验田水稻的亩产量（湿谷）分别为农香39品种459kg/亩、青莲丝占503kg/亩、安优2号555kg/亩；实验田稻谷销售价为3.2元/kg，亩产值为1,616元。亩成本920元（田租、种子、农药、机耕、育秧、机插、机收），亩利润696元。见表2。3.1.3 鱼类收获情况11月初，鱼沟排水捕鱼。试验田收获合方鲫鱼种312kg、乌鲤390kg、瓯江彩鲤364kg，折合亩产量合方鲫24kg/亩，乌鲤30kg/亩，瓯江彩鲤28kg/亩。平均规格：合欢鲫112g、乌鲤160g、瓯江彩鲤140g。3.2 试验田块土壤与水体镉含量变化情况3.2.1 土壤镉含量检测结果对稻田土壤采样分析结果显示，各田块镉含量较为均匀，略高于限量值，见表3。NY/T 5361-2016 无公害农产品 淡水养殖产地环境条件标准规定土壤Cd限量值为0.5mg/kg。3.2.2 种养殖用水镉含量检测结果根据实验期间多次对稻田养殖水样、外部沟渠水源样、地下水源样采样结果显示，各水样中镉含量为未检出，或远低于限量值，见表4。NY/T 5361-2016 无公害农产品 淡水养殖产地环境条件标准规定水体中Cd限量值为0.005mg/L。3.3 稻渔种养产品镉含量与安全性评价3.3.1 水稻镉含量检测结果对各试验田块水稻整株采样结果显示，各实验田块的3个水稻品种糙米镉含量均未超标（低于0.2mg/kg限量值），对照田水稻糙米镉含量超标（0.537mg/kg）；另外，试验田3个水稻品种的茎、叶、谷壳镉含量均未超标，对照田水稻茎、叶、谷壳镉含量均超标，详见表5。GB/T 2762-2017 食品安全国家标准 食品中污染物限量标准规定谷物类（以糙米计）中Cd限量值为0.2mg/kg，谷物（稻谷除外）中Cd限量值为0.1mg/kg。3.3.2 鱼类镉含量检测结果表2 试验田水稻收获情况（40亩）表3 2022年实验田块土壤中镉（Cd）含量 单位：mg/kg表1 试验田小龙虾产出情况（40亩）病害监测064当代水产 2023320233当代水产065镉污染稻田“虾稻轮作-稻鱼共生”安全利用模式试验总结 王冬武1,2*何志刚1,2 易继华3 黄向荣1 田 兴1,2 何 咏1,2 彭晓明3 李金龙1,2（1 湖南省水产科学研究所 湖南 长沙 410153；2 国家虾蟹产业技术体系长沙综合试验站 湖南 长沙 410153；3 湘阴县水产工作站 湖南 湘阴 414699）1 试验背景当前，我国重金属污染耕地大约在2.0107hm2，其中重金属镉（Cd）污染点位超标率为7.1%，主要污染区为中国南方水稻主产区，对粮食安全造成了一定的威胁。据研究报道，土壤镉含量为0.9mg/kg以下的中低镉污染稻田，采取“VIP+n”技术模式，可有效降低大米的镉积累，但相关技术措施因投入强度大且无额外经济产出，推广难度较大；湖南省水产科学研究所前期研究数据表明，镉污染稻田转型开展水产养殖，鱼虾等水产品质量符合食品安全标准，无镉污染风险隐患，但与国家保障粮食生产有一定矛盾。如何在中低镉污染稻田开展稻渔综合种养，“边生产边修复”，保障粮食与水产品稳定安全供给，我们做了“虾稻轮作-稻鱼共生”的试验探索，现总结如下：2 试验材料与方法2.1 试验设计与田块布置试验田块位于湘阴县某公司基地，该公司现有流转稻田1,000余亩，为中低镉污染区，2022年开展小龙虾养殖，田间工程及水电路配套设施齐全。水源水以渠道水与自备水井取水为主，每丘设置12个水井，每日进水量约400m。流转稻田土壤镉含量略超限值，为0.40.7mg/kg，井水镉含量为未检出，或远低于限量值；流转稻田生产大米镉含量超标，为0.20.6mg/kg之间。在该公司稻田基地，随机选择某田块（40亩左右），抬高拓宽田埂分成3个实验单元，其中每个单元间的环沟用金属拦网阻隔（过水不过鱼），每个单元内分别种植三个实验水稻品种（农香39、青莲丝占与安优2号面积比为103.51.5，品种之间留1m间距，试验水稻品种由湖南省水稻研究所提供）；每个单元内分别养殖1个鲤鲫品种，合方鲫、乌鲤、瓯江彩鲤（鱼苗分别由湖南师范大学、湖南海博种业科技有限公司提供）。实验田块布置如图1。实验田块周边为对照田块，种植水稻品种为黄花占，采取传统种植模式，未开沟、未养殖、未进行生石灰处理。2.2 技术管理措施2.2.1 田间工程改造2021年底水稻收割后，利用开挖边沟的泥土加高加固田面上两道田埂，田埂高出田面0.4m、宽0.5m，将3个实验单元物理隔开。6月底收获小龙虾后，再进行池埂整理，设置好防逃设施。2.2.2 小龙虾养殖小龙虾养殖采取育养分离、轮捕轮放模式。2022年12月田面和环沟移植伊乐藻，施一定量的基肥，促进水草生长。随着水温升高，缓慢加水抬高田间水位。3月19日、4月10日、5月5日从育苗区分批转移虾苗投放至实验田养殖，投苗量分别为15kg/亩、10kg/亩、10kg/亩，投苗规格分别为4.5g/图1 实验田块布置 基金项目：现代农业产业技术体系（CARS-48）尾、5.5g/尾、8.5g/尾左右；从4月10日至6月10日期间投放4.0cm地笼分批起捕30g规格小龙虾上市销售；6月15日前完成小龙虾养殖周期，降水整田。2.2.3 水稻种植采用育秧盘育秧、抛秧移栽方式进行。每个水稻品种间留1m间距，浅沟分隔；插秧前整田，每亩施生石灰75kg。6月下旬完成插秧工作，秧苗栽插采用大垄宽、窄行方式，每隔10m留0.5m行沟，便于鱼类进田活动觅食；后期根据需要补施分糵肥、抽穗肥；水稻病虫害统防统治与追肥推荐使用无人机或安装诱虫灯；10月初，稻谷成熟度达到80%90%用收割机收割，机收时尽量留低桩。2.2.4 鱼类养殖选用合方鲫、乌鲤、鸥江彩鲤等当年培育的夏花鱼苗，规格在25g，7月10日每亩放养密度400500尾；总计放养鲤鲫鱼苗18,000尾。鱼苗先放养至围沟里，待秧苗稳根返青后加水让其自由进入稻田中；鱼类养殖周期120d左右，日投喂量为鲤、鲫鱼总重量的2%3%，具体投喂量每半个月调整1次；水稻收割后，视长成规格，适时起捕。水稻种植期间一直保持田面高水位，仅在收割前35d降水晒田。2.2.5 采样时间与指标2022年6月10月，每月采样1次。实验田小龙虾养殖结束时，采集小龙虾成虾样品；稻田降水整田，采集耕作层土壤样品、水源水样、稻田水体水样；实验田放养鱼苗采样；实验田水稻收割时，采集稻谷、秸秆，耕作层土壤、水体；养殖结束时采集商品鱼样品。所有样品送往农业农村部渔业产品质量监督检验测试中心（长沙）检测重金属指标。3 试验结果与分析3.1 小龙虾、鱼与水稻收获情况3.1.1 小龙虾收获情况实验田小龙虾亩产量为153kg，捕捞规格为30g/尾，销售均价为30元/kg，亩产值4,575元，亩成本1,641元（小龙虾苗种、饲料、水电、调水动保药品、工人工资），亩纯利润2,948元。3.1.2 水稻收获情况实验田水稻的亩产量（湿谷）分别为农香39品种459kg/亩、青莲丝占503kg/亩、安优2号555kg/亩；实验田稻谷销售价为3.2元/kg，亩产值为1,616元。亩成本920元（田租、种子、农药、机