450千瓦水泵柴油发电机组用于改善农田灌溉、水质等

1、450千瓦水泵柴油发电机组通过利用供排水可控制的混凝土测坑模拟农田不同出流条件，华全研究不同水管理方式下，不同滞留时间、不同渗流强度的稻田地下渗流对池塘养殖肥水的净化效果。

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（1）在间歇灌排的水管理方式下，稻田对养殖肥水的净化效果与灌溉水在田间滞留的时间和渗流穿越的土壤层厚度有关。灌溉水仅经过10cm厚的土层，对氨氮、硝氮、总氮和总磷均有一定的净化效果；孕穗期和抽穗期进行的试验均说明，当渗径达30cm后，稻田对养殖水的净化效果不随渗径变化而基本保持不变，也就是说，渗径达30cm后，增加土壤层厚度以提高去除效果的意义不大；对田面水而言，滞留时间越长，去除效果越好，而对于渗入地下部分来说，滞留时间产生的差异并不显著。另外，抽穗期稻田去除氮磷等的能力比孕穗期大。

（2）在水泵灌排平衡的水管理方式下，稻田对氨氮、硝氮、总氮的去除效果尤为明显；随测坑进出水流量的增大，其净化效果逐渐减小。

（3）水泵型潍柴柴油发电机间歇灌排条件下，养殖水在测坑中的滞留时间越长，同一渗径处的DO值越小，而在相同滞留时间条件下，渗径越大，其DO值越小：补排平衡的条件下，渗流量不同时，在一定范围内，水中的耗氧率随渗流量的增大而增加，超出一定范围后，耗氧率减小，而在渗流量相同的情况下，出水中的DO值显著下降。

（4）基肥施入一周后，稻田田面水中的养分含量很低并趋于稳定，为充分利用肥料养分，要求在基肥施入后的一周内不能进行排水。鉴于分集肥施入田间后的第5天，稻田各层次水中的养分含量己急剧减小并以较小的变幅减少，为了提高养分利用率，要求在分粟肥施入后的5天内不能进行地下排水，5天之后可以以较小的渗流强度进行控制排水。根据以往的农田排水经验，华全管道泵的排水强度可控制在3-5mm/d的范围内。

（5）对比两年灌排平衡条件下的试验结果可知，其结论完全相反，这可能与水稻植株、稻田田面以及土壤层三者吸收、吸附营养物质的能力有关，也可能与稻田土壤的板结等有关，这一问题还有待进一步研究。

（6）不同的水管理方式对水稻早期分粟有很大影响。因此在水稻分集期进行水质净化时，得选择合适的排灌流量，注意换水频率。

（7）稻田长期使用后会存在土壤板结、保水保肥效果差、肥力下降、病虫害频发等问题，因此应适当合理的耕作(如秋翻晒堡)和适当的使用有机肥(如秸秆还田)。

2、通过配有可控制灌排管道系统的田间小区，针对精养和散养两种养殖模式的养殖肥水，华全水泵厂行研究稻田表面流对不同养殖模式下的池塘养殖肥水的净化效果，确定净化养殖水所需的稻田纵向有效长度以及稻田净化池塘养殖肥水的塘一田面积配合。

（1）在一定表面流流量条件下，稻田对养殖肥水的净化效果与肥水起始浓度有关，对高浓度养殖肥水具有较强的净化能力。换言之，稻田表面流处理精养鱼塘的养殖水比散养鱼塘效果好。

（2）稻田表面流对对养殖水中各营养物质的净化效果不尽相同，对各种形态氮的去除效果比磷好，对亚硝氮的去除效果始终处于水平。

（3）稻田表面流对养殖肥水的净化效果在水稻不同生育期不同。孕穗、抽穗期**，黄熟期最小。建议黄熟期不利用稻田净化池塘养殖水，改用稻田周边的生态沟渠或者一般农渠。

（4）稻田表面流除了能吸收氮磷等营养物质外，还对养殖水中的CODMn、叶绿素a，浊度、悬浮物等有一定的改善效果。

（7）稻田表面流对池塘养殖肥水DO值的影响(即富氧或者耗氧作用)与池塘养殖模式、稻田类型、土壤质地等均有关系。对于精养鱼塘其具有富氧作用，而对于散养鱼塘却是消耗氧含量。

（8）经稻田表面流循环后的池塘养殖水的水体营养状态指数均有一定程度的改善，而静养池塘的水体营养状态指数始终处于重度富营养状态，且有随时间推移逐渐加重的趋势。循环塘营养状态指数在循环后虽然有一定的好转，但随后又有回升的趋势。为了保证循环养殖池塘良好的水体状况，必须适时用水泵进行池塘水循环，并控制好每次的循环水量。根据近三年的试验结果，可以初步确定精养鱼塘每隔1mas循环一次，每次的循环水量为池塘总水量的lo}ia}2o}ro。池塘营养状态指数与水循环周期、水循环量之间的定量关系还有待进一步研究。

（9）通过做埂将稻田分隔成回型过流通道以增大稻田表面流流程的方法，由于其在回流处会形成流速骤增区域而影响水稻正常生长，产生水稻低产区。是否能够通过加宽回流处的断面面积、控制水泵流量等方法来克服低产区问题还有待进一步研究。

（10）利用稻田表面流净化池塘养殖水，散养鱼塘所需匹配的稻田面积远远小于精养鱼塘。在确定塘一田面积配比时，需要依据池塘的养殖模式、养殖密度、投饵情况、养殖鱼种类及各自数量等来确定。另外，水泵流处理养殖水时对稻田规格也有要求，而平原区的格田规格以长60-120m、宽20-40m为宜，故在确定了所需稻田规格和面积后，还需要结合实际格田规格来进行适当的调整匹配格田的规格。

（11）利用稻田参与池塘水分养分的循环利用时，除了要进行科学的水肥管理外，还要在防虫治病时避免使用有农药残留、对养殖有害的药剂，注意使用低残留、无毒、无公害的生态环保型农药。

3、通过配有可控制灌排管道系统的田间小区进行不同施肥水平下，稻田表面流和滞留对养殖水的净化效果试验，华全水泵厂研究利用稻田净化养殖肥水的排水控制技术与满足稻田生产的施肥技术，建立满足健康养殖水质和循环水量要求的塘一田配比关系。

（1）施基肥和分孽肥后，田面水中的养分含量均有一个急剧上升随后下降的过程，但是由于基肥和分孽肥的肥料不同，导致其养分含量变化趋势有一定的差异。通过对施肥后田面水中养分含量动态的监测可知，养分含量在施肥一周后缓慢变化而趋于稳定。为了防止肥料养分流失以及对池塘造成污染，故在施肥后一周内，严禁利用稻田水泵排水。

（2）稻田表面流对养殖肥水营养物质的去除率随流量的增大而减小，随施肥水平的升高而增大。两者中，水泵流量对去除率的影响较大。

（3）稻田表面流对各种形态氮的去除效果比磷好，对各种形态氮的去除效果也不尽相同。

（4）在水稻不同生育期，稻田对养殖水净化效果不同。拔节后期到抽穗期**，扬花期较小。结合2011年试验结论可知，稻田对养殖肥水的净化效果在拔节一抽穗期达高峰，随后逐渐下降。

（5）稻田表面流对养殖肥水各营养物质的去除率与其灌溉水中的养分含量(即起始浓度)、流程、华全管道泵的灌排流量(即表面流流量)以及施肥水平之间有密切关系。总氮、硝氮的去除率与起始浓度、流程、施肥水平成正比，与流量成反比；总磷与流程、施肥水平成正比，与起始浓度、流量成反比，；氨氮、亚硝氮与流程成正比，与起始浓度、流量成反比，而与施肥水平无相关性。

（6）在利用稻田表面流进行水净化时，想依靠多施肥来提高其去除率是不可行的，施肥水平只需要保证稻田不减产或者减产不显著即可。

（7）在利用稻田表面流进行水质净化时，水泵流量对去除率的影响也不容小觑。由于表面流大大的增加了循环水量，并且可以通过适当加大流程来提高单次去除率，故可以在满足循环水量的情况下，以较大流量循环并减短抽水泵的工作时间。

（8）为了保证循环后养殖对DO值的要求，可以在稻田出水口或者鱼塘进水口设立一个跌水，依靠水体的剧烈扰动增氧。

（9）)稻田表面流净化养殖水时所需要匹配的稻田面积随循环水量的增大而减小，但在增大水泵循环水量的同时，必须得考虑“动水”种植对水稻生长的影响。另外，较大的表面流流量的去除率会降低，因此得寻找流量与去除率、水稻生长的结合点，以达到水净化、谷丰收的双重效果。

（10）稻田滞留对养殖肥水也有较好的净化效果，但由于其所能净化的养殖水回收率较低，以致利用稻田滞留净化养殖肥水时所需要配备的稻田面积较大。建议将稻田表面流、渗流与滞留结合起来用于养殖水净化。

（11）农渠对养殖水的净化效果不是很显著，但其是连接稻田与池塘的过水通道，且有一定的富氧和升温作用，对于池塘健康养殖也有一定的好处。复合生态沟渠对高浓度的养殖肥水具有较强的净化效果，但需要较大的工程投入。所以沟渠的选择需要根据池塘养殖模式、现实条件以及产出比来决定。

（12）在水稻正常生长过程中，施肥、防虫治病以及晒田等都是必不可少的环节，而沟渠在现实的生产中是很容易获得的，因此，采用田沟配合系统来净化养殖肥水是简单可行的，也是易于推广应用的。


4、水稻能吸收利用养殖肥水中的营养物质，有利于减少施肥量，降低生产成本。通过水稻盆栽试验，研究稻田施肥后田面水中的养分含量变化，华全水泵厂提出水泵水循环的控制技术；考察水稻产量要素以及最终产量，确定养殖肥水灌溉下的施肥量。

（1）施基肥和分粟肥后，田间表层水中的养分含量均有一个急剧上升随后下降的过程，但由于基肥和分莫肥的肥料种类不同，导致其养分含量变化趋势有一定的差异。通过对施肥后田间表层水中养分含量动态的监测可知，为了提高养分的利用效率，要求在施肥后3d内严禁进行水泵排水(包括地下排水)，3d之后可以较小的渗流强度进行控制性的地下排水。根据以往农田排水经验，将排水强度可控制在3-5mm/d。施肥一周后，可考虑利用稻田进行适当表面流处理池塘养殖肥水，以满足生态健康养殖对水质的要求。这与测坑的研究结果(Sd内严禁排水)略有不同。

（2）利用池塘养殖肥水灌溉，施肥量可以减少，以按常规施肥量的80%左右比较合适，这与2010，2011年试验结果相一致；在水稻需肥旺盛期适时喷施一定叶面肥，有利于提高水稻的产量，但增产效果不显著。

由于盆栽试验边界影响大，只能说明一部分问题，还要结合田间试验对池塘养殖肥水灌溉条件下的稻田施肥效应作进一步分析。


5、需进一步研究的问题

（1）稻田对养殖肥水水质具有较好的改善效果，但是其改善池塘水质的作用机理还未进行研究，稻田微生物和浮游生物特征以及稻株代谢对水质的影响以及它们之间的定量关系还有待进一步研究。

（2）稻田对养殖水中的DO含量具有较大的改变作用，但其改变氧含量还缺乏科学依据，有必要通过测定稻田小环境(水稻根区、水中、水稻层中)和空气中的氧含量，了解稻田环境的微生物活动情况，研究稻田改变氧含量的机理，探求其富氧或者耗氧上限。

（3）探求大面积条件下去除率与流程、起始浓度、流量以及施肥水平的准确定量关系，并研究去除率与水稻生育期、池塘养殖模式的关系。

（4）养殖水循环利用势必会增加池塘一稻田复合系统的水分损失量，而整个系统的补水量以及补水周期又与气象因素(温湿度、蒸发、降雨等)有很大关联。从池塘健康养殖对水环境的要求来看，需要在考虑水位要求进行适时补水的基础上，还要考虑水质和水温调节用华全管道泵对养殖场补水、换水的要求，为鱼池补水换水由经验转向定量提供科学依据。

（5）利用测坑开展慈姑、莲藕、羊葬等水生经济作物净化池塘养殖水水质的试验，拓宽池塘水循环研究，建立多种种植模式，进一步完善塘一田复合生态系统水循环技术研究，结合示范区建设，构建具有区域特色的多样化塘田结合模式。

（6）地下渗流对养殖水具有显著的净化效果，但由于其循环水量较少、DO值也显著降低而被表面流所替代。

（7）在恒定华全水泵流量条件下，稻田表面流对养殖肥水中各营养物质的去除率与灌溉水中的养分含量(即起始浓度)、流程有极显著的二元一次相关关系。对于精养池塘而言，除了亚硝氮的去除率与起始浓度负相关而与流程正相关外，其余指标的去除率均与起始浓度、流程呈正相关关系；而对于散养鱼塘而言，除了总氮、硝氮的去除率与起始浓度、流程呈正相关关系外，其余的与精养条件下的亚硝氮相类似。此相关关系是否与池塘养殖模式有关还有待进一步研究。虽然去除率与各养分含量、流程的相关关系略有不同，但流程对去除率的影响始终**，且远远大于起始浓度。故在利用稻田表面流进行水净化时可以首先通过流程加以控制。

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