稻鱼草共生循环利用系统的制作方法

本发明属于农业生态与环境保护领域，尤其涉及一种稻鱼草共生循环利用系统。

背景技术：

农业面源污染主要是指农业生产活动中农田氮、磷、农药残余等随径流流失和农田渗透造成的水环境污染。目前，随着现代农业生产过程中农药、化肥的大规模使用，农业面源污染已成为地表径流水体污染的主要原因之一，对于农业面源污染的治理成为现代农业可持续发展及农村生态环境保护的重要任务。南方降雨多，相对于旱地，稻田排水径流携带的氮、磷等面源污染流失量更大，已成为制约南方地表径流水质的主要因素。

近年来，对农业面源污染的治理主要是通过源头减量施肥、实施环境友好农业技术、生态沟渠中途拦截、末端水体治理等技术来削减农业面源污染排放和修复污染水体。如专利cn103395886a公开了“一种生态沟处理面源污染物的方法”，在集水区出口构建生态沟渠，分段种植水生植物和放养泥鳅，利用水生植物的拦截和吸收作用消纳水体中的面源污染物氮磷，但该方法需要定期对生态沟进行管理维护，定期清淤和植物秸秆刈割工作繁琐，经济效益不突出，不能激发农民参与的积极性，管理不到位容易造成二次污染和沟渠堵塞。专利cn105000748a公开了一种“典型农田面源污染物“点－线－面”综合截控系统”，利用生态沟渠将农田与鱼塘相连接，沟渠内设置多级立体植物格栅，并在蓄洪生态塘及宽阔水域区域设置有太阳能曝气生态浮床和光催化氧化板以去除难降解有机污染物，该发明广泛适用于各种农田面源污染的治理，并从“点－线－面”各个部分入手，从源头截控，既缓解了防洪抗涝的压力，又处理了污染负荷较大的初期雨水，但实施工程量大，具体实施依赖于政府财政投入。专利cn104355410a公开了“一种控制稻田面源污染的生态拦截阻断系统”，在稻田排水侧设置生态沟渠，并于排水末端设置稻田湿地，通过在沟渠和稻田湿地内种植水生植物，吸收稻田排水中的氮、磷等面源污染物质，该发明增强了稻田系统的植物多样性及其可观赏性，但沟渠和稻田湿地不仅占用农田面积，投入高且无经济回报，而且可能会成为农田杂草的种源区，加重稻田杂草清除负担，而且需要定期刈割水生植物秸秆，疏浚沟渠，管理不到位存在二次污染的可能。专利cn104420676b公开了“一种解决农业面源污染的方法”，在农田外廓开设环绕农田四周的水塘，农田内开设与水塘相通的排水沟，水塘底部栽种水生作物，水塘内养殖水产，该发明投入成本低，有兼顾生态和经济效益，但主要是针对旱地面源污染的治理，且农田病虫害防治依赖于低毒农药，不符合有机生产的要求。上述治理模式与方法均可取得一定的环境效益，但存在工程量大、投资高、回报低、管理维护强度大、管理不当存在二次污染风险等问题，不能调动农民参与的积极性，难以推广应用。因此，探索一种成本低、经济效益高、易推广且兼顾农业经济与生态环境效益的稻田农业面源污染防治模式与方法，具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种稻鱼草共生循环利用系统。从源头减少农田面源污染，提高稻田综合生态效益，增加每亩稻田经济产值收益，能激发农民积极参与。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

一种稻鱼草共生循环利用系统，包括：

鱼沟、生态沟、过滤池以及泵送系统；

所述鱼沟，设置于相邻稻田单元之间并且与两侧的稻田单元连通，用于对水体进行一次净化；

所述生态沟，设置于稻田外侧并且与各个所述鱼沟连通，用于对水体进行二次净化；

所述过滤池，设置于生态沟的一侧，用于对水体进行三次净化；

所述泵送系统，两端分别与所述过滤池和稻田的入水口连通，用于将三次净化后的水体泵送至稻田入口以循环利用。

更进一步地，

所述生态沟上部设置有浮床，所述浮床用于种植水生植物，所述浮床下部用于养殖鱼虾螺类生物。

更进一步地，

所述浮床包括尼龙网、漂浮管和固定竿；

所述尼龙网铺设于所述生态沟的水面，边缘固定于漂浮管，用于种植水草；所述漂浮管通过固定竿固定。

更进一步地，

所述生态沟的沟壁、沟底铺设有防渗布；所述沟底的防渗布上覆盖有底泥，所述沟壁的防渗布上砌有植草护坡。

更进一步地，

所述生态沟与所述鱼沟之间通过涵洞连通。

更进一步地，

所述过滤池包括多个过滤箱模块、以及填充于池壁与过滤箱模块之间的回填土。

更进一步地，

所述过滤箱模块包括支撑骨架、支撑网片以及隔板；

所述支撑网片安装于所述支撑骨架；

所述隔板内置于所述支撑骨架并将所述支撑骨架的内部空间分割为至少一个填料腔室和至少一个沉水植物腔室，所述沉水植物腔室位于所述填料腔室外侧。

更进一步地，

所述隔板设置有多个孔洞，所述孔洞内设置有种植槽，所述种植槽用于种植沉水植物。

更进一步地，

所述生态沟的相对于所述过滤池的一侧设置有泄洪闸，所述泄洪闸外部连接有排水沟。

更进一步地，

还包括有至少一个诱虫灯。

结合上述技术方案，本发明实现的技术效果在于：

水体中氮、磷等物质，先经过鱼沟，在鱼沟内进行一次净化，然后进入生态沟，在生态沟内进行二次净化，二次净化完成后进入过滤池，在过滤池内进行三次净化，经多级净化后，水中的氮、磷等物质浓度显著降低，经净化后的水体经过泵送系统输送至稻田的入水口，循环用于稻田灌溉以及鱼虾螺类的水产养殖，确保稻田面源污染源头控制以及水产养殖安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统的平面示意图；

图2为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的生态沟的剖面示意图；

图3为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的生态沟的平面示意图；

图4为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的过滤池的剖面图；

图5为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的过滤池的过滤箱模块的整体结构示意图。

图标：1－鱼沟；2－生态沟；3－过滤池；4－泵送系统；5－涵洞；

21－浮床；211－尼龙网；212－漂浮管；213－固定竿；

22－防渗布；23－底泥；24－植草护坡；

31－过滤箱模块；32－回填土；

311－支撑骨架；312－支撑网片；313－隔板；

301－填料腔室；302－沉水植物腔室；

6－泄洪闸；7－排水沟；8－诱虫灯。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：

图1为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统的平面示意图；图2为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的生态沟的剖面示意图；图3为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的生态沟的平面示意图；图4为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的过滤池的剖面图；图5为本发明实施例提供的稻鱼草共生循环利用系统中的过滤池的过滤箱模块的整体结构示意图。

实施例1

一种稻鱼草共生循环利用系统，请一并参照图1至图5，包括：

鱼沟1、生态沟2、过滤池3以及泵送系统4；

鱼沟1，设置于相邻稻田单元之间并且与两侧的稻田单元连通，通过水草养殖以对水体进行一次净化；

生态沟2，设置于稻田外侧并且与各个鱼沟1连通，通过水草养殖对水体进行二次净化；

过滤池3，设置于生态沟2的一侧，通过水草养殖对水体进行三次净化；

泵送系统4，两端分别与过滤池3和稻田的入水口连通，用于将三次净化后的水体泵送至稻田入口以循环利用。

本实施例中采用的稻鱼草共生循环利用系统能够达到的有益效果分析如下：

水体中氮、磷等物质，先经过鱼沟1，在鱼沟1内进行一次净化，然后进入生态沟2，在生态沟2内进行二次净化，二次净化完成后进入过滤池3，在过滤池3内进行三次净化，经多级净化后，水中的氮、磷等物质浓度显著降低，经净化后的水体经过泵送系统4输送至稻田的入水口，循环用于稻田灌溉以及鱼虾螺类的水产养殖，确保稻田面源污染源头控制以及水产养殖安全。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

稻田通过补水控制保持水位线在预设范围内波动。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

稻田四周又有防护围栏，防止稻田内鱼虾螺类出逃以及蛇鼠等天敌侵入危害稻田养殖。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

稻田边缘设置有光照诱虫灯8，通过光照诱捕飞虫等。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

鱼沟1中养殖有水草和鱼类，稻田中的鱼沟1开槽形式例如可以是井字形开槽。鱼沟1内的水草可以对水质进行有效净化。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

生态沟2上部设置有浮床21，浮床21用于种植水生植物，浮床21下部用于养殖鱼虾螺类生物。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

浮床21包括尼龙网211、漂浮管212和固定竿213；

尼龙网211铺设于生态沟2的水面，边缘固定于漂浮管212，用于种植水草；漂浮管212通过固定竿213固定。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

生态沟2的沟壁、沟底铺设有防渗布22；沟底的防渗布22上覆盖有底泥23，沟壁的防渗布22上砌有植草护坡24。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

生态沟2与鱼沟1之间通过涵洞5连通。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

过滤池3包括多个过滤箱模块31、以及填充于池壁与过滤箱模块31之间的回填土32。水体通过过滤箱模块31的过滤作用后排出，实现对水体的净化处理。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

过滤箱模块31包括支撑骨架31、支撑物网片312以及隔板313；支撑物网片312安装于支撑骨架31；隔板313内置于支撑骨架31并将支撑骨架31的内部空间分割为至少一个填料腔室301和至少一个沉水植物腔室302，沉水植物腔室302位于填料腔室301外侧。更进一步地，隔板313设置有多个孔洞，孔洞内设置有种植槽，种植槽用于种植沉水植物。水体中的氮、磷等面源污染物质经填料腔室301中的填料吸收和过滤作用能得到有效去除，另外，种植于沉水植物腔室302内的沉水植物也能够净化水质。

本实施例的可选方案中，较为优选地：

生态沟2的相对于过滤池3的一侧设置有泄洪闸6，泄洪闸6外部连接有排水沟7。在降雨量较大时，可打开泄洪闸6向排水沟7泄洪，确保稻田的安全。

本实施例对稻鱼草共生循环利用系统的建设方法进行说明：

生态沟2建设：在地势一致的相邻田块中间开挖生态沟2，沟宽1m以上，深0.8～1.2m，坡比1:0.25，生态沟2靠近稻田侧于稻田水位线附近，采用直径200mmpvc水管预埋涵洞5，沟壁、沟底平整夯实后铺设防渗布22，沟底回填底泥23约10cm，沟壁砌六棱砖，填土植草，距离生态沟2两端1～2m处采用过滤箱模块31堆叠的方法堆砌过滤池3，过滤池3上种植芦苇、芦竹等净化植物。生态沟2一端安装水泵系统，使生态沟2与稻田进水口相连通；另一端浇筑泄洪闸6，使生态沟2与排水沟7相连通。生态沟2建设完成后，撒施石灰进行消毒，4～5天后灌水至与稻田耕作土齐平。

构建防护围栏：于田块外围0.5～1m处，采用打桩围布的方式设置防护围栏，围布下部20cm埋入土内，防护围栏整体高度不低于80cm，主要是防止稻田内鱼虾螺类出逃以及蛇鼠等天敌进入。

田块整理：加固筑高田埂，平整田面。机械或人工加固筑高田埂呈梯形或方形，至0.5m高、0.5m宽，采用200mmpvc水管预埋涵洞5，使生态沟2与稻田相连通，铺设防渗布22后覆土10cm；并对地块进行平整、机械翻耕，使田面平整。

鱼沟1建设：在稻田插秧前或者插秧后15～30天，沿生态沟2在预设涵洞5处，呈“丰”字形挖鱼沟1，鱼沟1宽度为50cm，深度为30cm。在鱼沟1内栽植绿狐尾藻、轮叶黑藻等浮水沉水植物。

植物浮床21制作：采用宽1m、网眼直径大小为0.5cm的尼龙网211，将尼龙网211的一端捆扎固定在直径20mm的pe水管上，使其固定漂浮在生态沟2的一侧，另一端用固定竿213固定在生态沟2的另一侧，使尼龙网211略微下沉接触水面，在尼龙网211内分段投放绿狐尾藻、魁叶萍、水蕹菜等植物。待植物长满覆盖尼龙网211，即形成植物浮床21，植物浮床21可高效吸收稻田内氮磷等面源污染物质，并为生态沟2内鱼虾螺类提供遮荫环境和天然饵料。

稻鱼草共生循环利用系统对于双季稻田、单季稻田以及稻旱轮作田均适用，可采用鱼虾螺混养、鱼鳖混养、鱼蛙混养等方式，可养殖鱼虾螺类包括鲫鱼、黄骨鱼、泥鳅、鳝鱼、龙虾、对虾、鳖、田螺、食用蛙等。本实施例以单季稻田-鱼虾螺混养为例，对稻鱼草共生循环利用系统的生产管理过程进行说明：

1)水稻种植：田间撒施石灰消毒1次(鱼沟1用药略重)，石灰每亩用量50kg；浸泡4～5天后，施足基肥，之后稻田不再施肥，每亩撒施腐熟畜禽粪肥500～800kg。用筛网过滤进水，严防天敌生物(水蜈蚣等)进入，将稻田灌水深10cm(生态沟2水深即100cm)，浸泡5～7天后插秧苗。

2)鱼苗投放：本实施例采用小龙虾+泥鳅+鳝鱼+田螺混养。鳝鱼、泥鳅以及田螺的苗种投放在四月下旬至六月下旬的早晚间进行，每亩大田放养亲本鳝鱼2～3kg，泥鳅1～2kg，田螺100个(单个20g左右)。小龙虾投放以水稻收割前3～4个月为宜，在阴天或下雨天一次性投放在鱼沟1和生态沟2中，在生态沟2或稻田内投放种虾，种虾选取当年健壮虾苗，重量以30g左右为宜，投放前先用0.2％～0.3％食盐水浸泡杀菌消毒，雌雄投放比例为3:1，投放密度为15～20kg/亩。

3)饲养管理：坚持每天巡田，查看水质及水草、鱼虾螺类生长情况，发现问题，及时处理，若发现鱼虾螺类死亡，及时清理尸体残骸，可采用生石灰水撒施稻田，进行消毒，抑制病菌传播。在鳝鱼、泥鳅及小龙虾生长期内，在稻田、生态沟2内投放小鱼虾作为饵料，为加快小龙虾等生长，采用绿狐尾藻拌水产饲料进行人工投喂，采用撒食或投放饵盒的方法。稻田可追施尿素，避免使用对水产动物有害的农药以及氨水、碳酸氢铵等肥料，稻田虫害防治以采用光照诱虫灯8诱捕预防为主，水稻病害防治应采用对水产动物无害的生物制剂，仅喷施于水稻叶面。每隔半个月到一个月在生态沟2中投入益生菌，可防止病菌滋生，改善水产动物肠道，促进营养吸收。水稻抽穗前晒田应缓慢排水，逐步降低水位，使鱼虾螺类能够回游至鱼沟1、生态沟2内，其余时间宜保持田间浅水位。一旦遇到大暴雨，及时打开泄洪闸6，并注意检查进、排水口及拦鱼虾设备是否完好，确保安全。

4)循环利用：稻田水通过鱼沟1、生态沟2的生物净化吸收，过滤池3的过滤净化作用，以及益生菌、石灰水投放等水质改善综合作用下，水质得到深度净化，净化水质通过水泵系统回抽到稻田进水口，实现稻田水分循环灌溉。当植物密度较大时，定期对植物浮床21、过滤池3内的植物进行收获，收获的植物茎叶富含蛋白质等营养物质，切碎后可用作水产和鸡鸭养殖饲料，也可堆沤发酵后作为肥料还田。

5)捕捞收获：虾苗投放后两个月进行一次捕捞，将达到商品规格的鱼虾螺类捕捞上市销售，以降低稻田内养殖密度。采用鱼虾笼等工具捕捞。水稻收获前，逐步降低水位，使鱼虾螺类回游至鱼沟1、生态沟2内，然后进行人工或工具捕捞。水稻收获前10～15天沥干田水，保持鱼沟1及生态沟2有水，便于机械下田收割。

本实施例对过滤池3的做法作进一步的说明。

如图所示，本实施例制作的过滤箱模块31大小为50cm*30cm*30cm，先采用直径0.5cm的钢筋焊接成方形的支撑骨架31，然后将不锈钢网片(网眼大小为1cm)作为支撑物网片312焊接在支撑骨架31上，预留上口先不焊接支撑物网片312。在厚度1cm的木板上均匀凿出直径3cm的孔洞作为隔板313，采用无纺布种植网袋，预装泥土作为种植槽，种植槽浸水后，将菹草、轮叶黑藻根茎苗种植于其内。将隔板313用扎带固定在支撑骨架31内(种植沉水植物一室宽度约10cm处)，并将种植网袋固定在隔板313的孔洞内，种植网袋植草的一面朝同一侧，另一侧隔室填充吸附性陶粒(直径2～3cm)，之后将支撑骨架31的上口用支撑物网片312封住，上口支撑物网片312可采用固定扎带固定，便于更换种植槽和填料。

将制作好的过滤箱模块31堆叠在生态沟2内，种植槽朝向外侧，因为生态沟2沟壁为斜坡，因此斜坡与过滤箱模块31之间难免存在空隙，采用土袋对该空隙进行填充。过滤箱模块31堆叠完成后，在其顶上覆盖双层薄无纺布层，并覆土5～8cm种植芦竹。过滤池3制作完成后，生态沟2内及时注水。前期芦竹浇水以确保存活，后期芦竹根系下扎至过滤箱模块31内，与填料一起形成过滤生物膜，对水质进行深度净化。

本实施例对稻鱼草共生循环利用系统的实施效果作进一步说明。

以上实施方案与传统农田模式的经济效益分析(以每亩农田计)比较结果如下：

与传统稻田相比，由于稻田内实施了稻鱼草共生循环利用系统改造，构建了水分循环利用系统，在非大暴雨情况下，不会造成氮磷流失到附近水域引起水体富营养化的现象，形成较好的生态环境保护价值，不存在二次污染。该系统采用了水生植物净化和过滤池3净化工艺，使得稻田内水质得到了保障，改善了农田小生态，减少了农药化肥的施用，稻田内因水产养殖的促进作用基本不减产，并改善了稻米品质，稻田内鱼虾螺类等水产养殖增加了稻田的综合经济产出。由上表测算数据可知，第一年投入即可回收成本，并增加经济收益350元/亩，第二年去掉农田改造费用后，可比传统稻田增加经济收益3350元/亩，且生产的为生态有机绿色产品，市场销售好。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。