塘晒塘撒石灰与池塘土壤的科学处理方法

2012-6-5 来源:海水养殖病害防治信息网 浏览次数：138
　　
土壤是水产养殖的一个关键因素，但与水源和水质相比，土壤条件所得到的关注要少得多。从本质上讲，池塘水就是池塘土壤的浸出液，土质决定水质，所以“养鱼先养水、养水先养土”。但我国水产教育缺乏土壤学科，土壤作为池塘生态系统中最重要的生态因子之一被严重忽视，对于池塘养殖而言，池塘土壤处理得正确与否关乎养殖的成败。说“成也土壤、败也土壤”并不过分。如果池塘土壤处理得不够科学，将导致池塘土壤在养殖期间逐年退化而出现“连作障碍”，养殖效果一年不如一年，“新塘旺三年”是我国南方池塘养殖业者的口头禅，也说明池塘土壤处理急需科学化、合理化。

“干塘、晒塘、撒石灰”是传统的池塘土壤处理方法，是我国广大养殖业者在实际生产实践中总结出来的、行之有效的池塘土壤处理经验。但是，这仅仅是一种经验。一方面养殖模式在改变，另一方面池塘土壤千变万化，因此，池塘土壤处理仅仅停留在经验水平上是不够的，必须搞清楚“干塘、晒塘、撒石灰”处理池塘土壤的科学原理，才能根据池塘土壤的不同性质进行科学、合理、标准、量化的处理，真正做到科学养殖。

一、干塘、晒塘、撒石灰的作用原理

养殖期间池塘土壤中发生的最重要的化学反应是有机物质的微生物分解，因此，池塘土壤中微生物的代谢活性是池塘动力学的重要因子。微生物在氧化有机物质为二氧化碳时利用分子氧，在分解过程中，产生溶解的有机化合物可能在完全氧化之前进入池塘水体中，成为水体中溶解的有机物质的一部分。有机物质如葡萄糖的好氧微生物分解反应如下：

葡萄糖+氧气 ž 水+二氧化碳

(C6H12O6 + 6O2 ž 6 H20 + 6C02)

大量有机物质输入的土壤具有高水平的微生物活性，微生物群落对氧的利用可能比氧从上面的水体穿过土壤还快，这会导致厌氧条件的形成和在代谢中利用有机化合物或氧化的无机化合物，而不是分子氧作为电子和氢受体的微生物群落的发育。有机物质如葡萄糖的厌氧微生物分解反应如下：

葡萄糖+水 ž 二氧化碳+氢离子+电子

(C6H1206 + 6H20 ž 6C02 + 24H+ + 24e-)

这个过程通常称为厌氧呼吸。厌氧呼吸过程中所产生的氢离子(H+) 和电子(e-)一部分以小分子有机物为受体形成有机酸、乙醇等还原性有机物质，并使土壤酸化；一部分在微生物的作用下以池塘土壤中的可变电荷元素，如氮、硫、铁、锰、碳等为受体，将氧化态的氮(硝酸)、硫(硫酸)、高铁、四价锰、二氧化碳等还原，产生还原态的氮(亚硝酸)、硫(硫化氢)、亚铁、二价锰和甲烷等，并使土壤的氧化还原电位降低。池塘土壤中这些可变电荷元素的缓冲能力决定了池塘土壤的氧化还原电位的降低速度。如果池塘土壤的氢离子和电子的缓冲能力不足，池塘土壤的电位就会迅速降低，高度还原性有害物质迅速增加。厌氧呼吸的产物会进入水体，其中有些对水生动物有毒。

干塘才能晒塘，其目的就是恢复池塘土壤的氧化态。晒塘的作用是令土壤干燥，使氧气直接进入土壤，一是将池塘土壤中被微生物高度还原的物质直接进行氧化(如亚铁直接氧化为高铁)，其次是通过微生物的作用将不能直接氧化的物质进行氧化(如有机酸氧化为二氧化碳和水)，恢复池塘土壤的氧化态。撒石灰的作用一方面是中和土壤中残留的氢离子，另一方面是调整池塘土壤pH值，为微生物提供合适的条件，以便更有效地分解土壤中的有机物质。所以，通过干塘、晒塘、撒石灰，恢复池塘土壤的基本特性，可为下一造养殖提供足够的氢离子和电子的缓冲能力，克服连作障碍，保持土壤的生产力。

二、科学地干塘、晒塘、撒石灰

很显然，干塘、晒塘除了直接氧化池塘土壤中的高度还原性物质外，提高好氧微生物活性、强化土壤有氧呼吸更为重要。所以，为池塘土壤微生物提供合适的生存、生长条件(土壤水分、氧气、pH值等)才能达到池塘土壤处理效果的最大化。

三、土壤水分

如果将池塘土壤彻底干燥，并长期保持十分干燥，微生物将无法生长繁殖，也就无法分解土壤中的有机物质，无法通过微生物的活动氧化还原性矿物质，达不到最佳的干塘晒塘效果。反过来，如果池塘土壤干燥度不够，影响氧气的扩散，同样也达不到干塘晒塘的效果。

土壤中的水分可分为结合水、吸附水和游离水。结合水微生物无法利用，吸附水和游离水才能为大多数微生物所利用。不同土壤质地的水的状态不同，沙土没有系水性而粘土具有很强的系水性，因此，含水量相同的土壤水的活性差别很大。土壤质地与不同类型土壤水之间的一般关系见图1，从图1可以看出，大多数微生物能够利用的水必须高于永久枯萎百分比。土壤含水量太接近田间蓄水容量，虽然可以提高微生物活性，但不利于氧的穿透，太接近永久枯萎百分比，微生物则因缺水而难以生存。因此，有利于微生物生存、生长的土壤的干燥程度应该保持：沙土，5％～10％：沙壤土，10％～15％；壤土，15％～22％；粘壤土，22％～26％；粘土，26％～30％。这样的土壤湿度才能保持土壤微生物活性最大化。



图1 土壤质地与不同类型土壤水之间的一般关系

要精确知道土壤水分含量需要使用仪器检测，很多养殖户没有相应的检测手段。一种比较有效的检验方法是：在有风的情况下，抓一把土壤向上抛，如果有明显的尘土飞扬，表明土壤过度干燥。

对于由于地下水位太高，只能干燥非常浅的一层表层土壤的池塘，必须在池塘的四周挖沟，抽干沟内的水，令地下水位下降，以便提高池塘土壤干燥的深度，让氧气扩散到土壤深处。沟的深度视池塘底部的结构和土壤质地而定，一般需要50厘米以上。挖沟的另一个好处是当池塘土壤过于干燥的时候可以随时向沟里灌水提高土壤湿度。

四、氧气

有机物质好氧分解要比厌氧分解快得多，而还原性物质的微生物氧化则一定需要分子氧。所以，传统的池塘土壤干燥至少需要使土壤“龟裂”，以便氧气能够进入土壤深处。但是，在高密度养殖、池塘土壤有机物质污染严重的现代养殖模式下，单靠土壤龟裂来扩散空气已经不能满足土壤微生物对氧气的需求，而土块内部的氧气扩散也十分缓慢。因此，将池塘土壤进行翻耕和破碎，可以大幅度提高土壤与空气接触的表面积，更快速、更彻底、更有效地提高土壤有机物质的分解速度和土壤的氧化还原电位。

对池塘土壤脱氢酶和微生物指纹研究表明，养殖期间土壤脱氢酶和微生物指纹变化幅度最大的是土壤表层10厘米以内，20厘米深处基本没有多大的变化。因此，对于每造处理的池塘而言，翻耕深度可以在20厘米左右。另外，由于养殖期间土壤中的高铁和四价锰被还原，还原的亚铁和二价锰变为可溶性而扩散，当向土壤深处扩散时，会与还原态更高的硫(s2-)形成不溶性化合物(FeS、MnS)而积累，因此，土壤深处会形成还原性铁、锰的沉积层(黑土层)。对于多造未处理的池塘而言，由于池塘养殖年限不同，这一层的深度不一样，翻耕时必须把这一层的铁、锰沉积物翻上来氧化，以便减少铁、锰流失和提高池塘土壤的电子缓冲性能。

对于四周开沟的池塘，在晒塘期间可以反复在沟里灌水和排水，通过灌水提高地下水位排出土壤空隙中的二氧化碳，通过排水降低地下水位促进空气进入土壤空隙而达到“人工呼吸”的作用，可以大幅度提高池塘土壤的氧化速度和有机物质分解的速度。

五、pH值

土壤有机物质在厌氧条件下分解产生氢离子，使土壤逐渐酸化。而大多数对有机物质进行好氧分解的微生物则需要略微偏碱性的条件，也就是说，pH值在7.5～8.5更有利于微生物对土壤中有机物质的分解。所以，干塘后撒石灰的真正作用在于调整池塘土壤的酸碱度而不是消毒。因此，在使用石灰时必须考虑两个问题，一是土壤达到一定碱度对石灰的需要量，二是不能使土壤的pH值太高而影响池塘土壤中微生物的活性。

由于池塘土壤的质地千差万别，土壤的酸碱度各不相同，因此，按照别人的经验或按照教科书中所说的每亩用多少千克石灰是没有科学依据的。使用石灰处理的目的是碱化池塘土壤。科学地使用石灰改良土壤是必须根据池塘土壤间隙水的酸碱度和池塘土壤颗粒的酸交换度来确定的。不同质地和pH值土壤所需要的石灰(CaC03)见表1。



对于红-黄灰化土壤而言，更精确的碱化需要量可用缓冲方法来确定。土壤pH值和缓冲pH值的测定方法见附录。

池塘土壤撒石灰除了提高pH值外，更重要的是改善池塘土壤质地，使碳酸钙的含量提高，以便池塘回水后水体中的碱度能保持在20毫克／升以上，具体使用量见表2。因此，为了避免池塘土壤的pH值在使用石灰后迅速提高而影响土壤微生物的生存和生长，必须使用碳酸钙而不能使用氧化钙或氢氧化钙。



碳酸钙必须在池塘土壤翻耕时使用，以便使碳酸钙和池塘土壤均匀混合。碳酸钙有助于有机物质的分解，因为有机物质分解时所产生的二氧化碳能与碳酸钙反应生成碳酸氢钙。因此，使用碳酸钙可以促进土壤微生物的生长与繁殖，加速有机物质的分解。如果要用氧化钙或氢氧化钙对池塘土壤进行“消毒”，必须在池塘终止晒塘时进水前使用。当池塘进水后在水的稀释下可使pH值降低到不影响土壤微生物的活性，过早使用氧化钙或氢氧化钙将使池塘土壤的pH值偏高，不利于池塘土壤中微生物发挥作用，影响池塘土壤处理效果。

干塘、晒塘、撤石灰源于农业，从农业实践的本质上而言，土壤曝晒与使用石灰处理，是提高土壤微生物呼吸强度、克服连作障碍、恢复土壤生产力的一种手段，客观上降低了下一造农作物病原的孽生与病害的发生，给人以经过曝晒与石灰处理的土壤就象“消过毒”的感觉，因此，人们延续了这一“消毒”概念，是一种误解。

总而言之，一方面，科学养殖不仅需要科学知识，更需要科学手段。必须对池塘土壤进行科学检测、科学处理，才能达到最佳的改良效果。另一方面，“养鱼先养水、养水先养土”。良好的池塘土壤是养好池塘水质的基本保证，所谓磨刀不误砍柴工，花点时间、精力和费用对池塘土壤进行科学而合理的改良是值得的。只有克服连作障碍，池塘养殖才能可持续进行，池塘养殖业才能可持续发展。