酸性硫酸盐土鳗塘水体防酸技术

卢普相等：酸性硫酸盐土鳗塘水体防酸技术 331酸性硫酸盐土鳗塘水体防酸技术摘要：为了克服生产实际中用石灰调节鳗塘水体酸性的弊端，利用石灰石石屑防御酸性物质入侵，效果特别好。水体pH维持在78的恒定水平；相关溶解氧含量也适合鳗鱼生长的需要；水草生长茂盛；经济效益可观。关键词：鳗鱼；酸性硫酸盐土；防酸技术；池塘；pH；石灰；石灰石我国酸性硫酸盐土的面积共有6.4万hm2，分布在广东、广西、福建和海南岛沿海地区，在农业上这是一种劣质土壤，作物产量很低，甚至无收。现在已有大面积的酸性开挖成鱼塘。酸性硫酸盐土由于含大量的黄铁矿物质和硫酸根，土壤呈强烈酸性。这种土壤挖成鱼塘后的水质也呈强烈酸性，不适宜鱼类生长，对于鳗鱼就更为不利。在生产中采用石灰调节酸性，间隔一段时间施一次，施入后水体pH迅速提高，随着土体酸性物质的释放，水体pH又逐渐回升，其结果是水体pH呈波浪式变化，不利于鳗鱼的生长。本模拟试验力图探索一种能让水体pH提高后达到平稳状态的调节方法。1 试验材料与初处理试验用石灰采用分析纯Ca(OH)2 ；石灰石（碳酸钙）取自广东英德，制成粒径为310 mm石屑，用于本次试验。模拟试验用土采自台山市冲蒌镇丢荒的酸性硫酸盐水稻土。为防治土壤氧化变酸，密封包装，不作风干处理，在湿润状态下混合均匀，于2001年8月30日分装于容积120 L的大塑料桶中（桶径为48 cm，面积0.18 m2）。，每桶盛土50 kg，约占半桶容积。桶内预先放置蛇形橡胶管。在桶内灌入约60 L自来水（水面离上沿约5 cm），待沉实后分别添加石灰和石灰石。放置橡胶管的目的是利用虹吸原理模拟地下水。橡胶管位于桶底的部分呈蛇形，顶端密封不透水，在胶管蛇形部分用直径0.5 mm钢针每20 cm刺上微孔。另一头顶端装上水闸，插入容积22 L的塑料桶中，桶内盛满水，让其水位高于大桶水位，利用虹吸原理即可模拟地下水上渗。2 石灰石用量的确定依据江苏南方宏达集团公司的大规模养鳗场位于江门台山市冲蒌镇和端芬镇相连的连片酸性硫酸盐土上。该公司调节酸性的办法是，清塘时施入石灰0.75 kg/m2，有的高达1.20 kg/m2。注水投苗后，每20天施石灰45 g/m2。由此可以推算出1年的石灰总用量为1.71 kg/m2，并进一步推算出石灰石的试验用量。3 试验处理设计处理1：Ca(OH)2 处理。参照生产实际，试验开始时施入石灰0.75 kg/m2，以后每20天施1次，每次用量45 g/m2。处理2：CaCO3 2倍当量。生产实际中1年的石灰用量为1.71 kg/m2，其2倍当量的石灰石为4.60 kg/m2，1次施完。处理3：CaCO3 4倍当量。从处理2推算，4倍当量的石灰石为9.2 kg/m2，1次施完。处理4：空白。此处理不施任何物质，作对照。4 试验布置表1 试验各处理重复药剂施用量1号2号3号4号5号6号7号处理4处理2处理3处理1处理2处理1处理3CK832 g石灰石1664 g石灰石135 g石灰832 g石灰石135 g石灰1664 g石灰石2001年9月10日，桶中泥土已基本沉实。大桶水面面积为0.18 m2，根据试验处理设计计算可得各处理分别要添加的药剂，详见表1。根据计算结果，分别添加所需药量。为了便于控制试验条件，将本试验在玻璃篷内进行，各重复随机排列成1排。5 试验结果与讨论5.1.2 倍当量的石灰石足于中和酸性石灰石水解会缓慢释放出OH-，其饱和溶液呈中性至微碱性，适宜鳗鱼的生长。CaCO3 + H2O Ca2+ + 2OH- + H2CO3如果将石灰石打碎成颗粒状，铺于塘底，既可中和水体酸性，又可即时中和塘底土壤渗透上来的酸性物质，让土壤pH维持在一个恒定的水平，适宜鳗鱼生长。这样既节省投资又减少管理工作量。CaCO3 + 2Am+ Ca2+ +Am2CO3式中，Am+ 代表酸性物质。石灰石与酸性物质作用后，会产生二氧化碳，为了保证水质条件适合鳗鱼生长，结合施用石灰每20天监测一次pH和溶解氧。图1是模拟试验pH动态监测数据折线图。空白处理CK未施石灰和石灰石颗粒pH整体保持在3.738的平稳状态，酸性很强。随着时间的推移，土壤中酸性物质的释放，酸度有下降的趋势。施用石灰2倍当量的石灰石颗粒后，pH升至7.28后维持平稳状态，并略有上升，平均维持在7.475的中性水平。施用4倍当量的石灰石颗粒后，也有类似的情况，pH升至7.73后维持平稳状态，并略有上升，平均维持在7.811的中性水平。施用石灰石的两种处理结果的pH均达到鳗鱼生长要求的最适pH范围7.08.51。4倍当量处理达到的稳定pH 值7.811与2倍当量当量石灰石施用量是不必要的，在生产实际中，只要采用石灰的2倍当量的石灰石就足于中和酸性，大大地节省了成本处理所达到的稳定pH值7.475很接近，只高出0.336，高幅仅为4.50%。因此可以认定4倍。虽然模拟试验的石灰施用实际结果过量，但同样可以看出施用石灰，导致的酸碱度波动。石灰施入后，9月30日检测水体pH即达到11.81的强碱性。追加1次石灰后，10月22日检测水中OH-则达到0.021 mol/L，大大过量了，即停止施用石灰。11月13日检测，碱度急剧下降至0.0126 mol/L。12月30日检测，又急剧下降至0.00107 mol/L。这也从另一个侧面说明，在生产实际中若未经严格检测，盲目施用石灰可能导致的风险。5.2 溶解氧含量相当理想石灰石颗粒在中和酸性的同时，释放CO2，这是否会导致水中溶解氧降低而影响鳗鱼生长呢？图2是本次模拟试验的溶解氧动态检测数据折线图。各处理的溶解氧平均值分别为: CK 7.078 mg/L、2倍当量石灰石处理 7.537 mg/L、4倍当量石灰石处理 7.413 mg/L、石灰处理 6.790 mg/L，它们均符合养鳗要求的最适溶解氧范围69 mg/L 1。其中2倍处理的溶解氧比4倍处理的稍高。从图2可见，各处理在各时期的溶解氧数值相近，变化趋势完全一致。从10月20日以后，各处理的溶解氧一致上升，原因是气温下降，氧气的溶解度加大。因此可以断定，施用石灰石对水中溶解氧没有显著影响。5.3 水质适宜生物生长据9月23日观测，各处理水质清澈，1号处理4 CK水底已开始长苔藓；石灰石处理由于石米的覆盖还见不到水生植物；11月13日观测，各处理水质清澈，空白处理只见到一、二棵水草，而石灰石的2个处理则水草生长旺盛，水草的种类也多,有苔藓、鸭舌草、灯芯草等，4号石灰处理则寸草不生。可见，空白处理酸度过大，不适宜植物生长；而石灰石处理的水质酸碱度则刚好适宜水草生长，水草生长得好，有利于水质净化和溶解氧的增多，肯定也适宜鳗鱼的生长。5.4 经济效益分析用石灰调节酸性时，1年的石灰总用量为1.71 kg/m2，石灰价格为131元/t，折合0.131元/kg，使用石灰的成本为0.53元/m2。1 hm2水面撒施石灰需15 h，1年18次，共需270 h，每小时以5元计，需工资1350元，折合0.14元/m2。石灰和人工成本共需0.67元/m2。根据本次试验结果，石灰石石米的用量为4.60 kg/m2。在生产实际中用石屑代替石米，可大大降低成本，石屑价格为11.2元/m3，折合约0.00448元/kg，石屑的成本为0.021元/m2，人工成本为0.06元/m2，石屑和人工成本合计0.081元/m2，只是使用石灰成本的12.1%。根据试验结束后观察，桶底的石灰石消耗的只是一小部分，还可以有几年的后效。因为石灰石是溶解性小，只是在中和酸时才按需溶解，所以利用效率特高。而石灰不同，易溶于水，会随渗漏水或排水消耗掉，利用效率低。把后效的因素考虑进去，使用石灰石的经济效益就更可观了。本试验方法原理简单，效果显著，此类试验尚未见文献报道。参考文献：1 刘国芬，鳗鱼养殖问答M，北京: 金盾出版社, 2000, 12, 22.Use limestone powder to adjust the acidity of eel pond of acid sulfate soilLU Pu-xiang, WAN Hong-fu, ZHONG Ji-hong, LI Fang-bai, LIANG Yong-en, LUO WeiGuangdong Institute of Eco-environmental and Soil Sciences, Guangzhou 510650, ChinaAbstract: In order to overcome the abuse of adjusting acidity of eel pond of acid sulfate soil with lime, we use limestone powder to prevent the acid matter from invading the pond water. The effect is wonderful. The pH of water keeps at the level of 78, dissolved oxygen fits the requirement of eel, aquatic growth flourish, and the economic benefit is very good.Key words: eel; acid sulfate soil; pond; pH; lime; limestone