Post on 14-Oct-2019
transcript
130
Puste and Das: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem TheScientificWorld (2001) 1(S2), 130–134
Research ArticleOptimizing Nitrogen Management in Food and Energy Productionand Environmental Protection: Proceedings of the 2nd InternationalNitrogen Conference on Science and PolicyTheScientificWorld (2001) 1(S2), 130–134ISSN 1532-2246; DOI 10.1100/tsw.2001.455
* Corresponding author.E-mails: ampuste_bckv@hotmail.com, dkdas1231@sify.com© 2001 with author.
neous increase in yield, and would benefit thefarmers in this region.
KEY WORDS: aquatic-terrestrial, ecosystem, nitrogen,water chestnut, makhana, fish
DOMAIN: waste management policy
INTRODUCTION
���������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������!�"#��$�%%$���������&����������������'
�����������()*�����������+,�%���������������� ���(+*���������������������������������������������������������������������-����������.�����������&��������������������������������������������������������������������������������/����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������0��(,*���������������������������12����'&������34������������������������������������������������������
����������&��������������������������������������������������� ������� ����� ���� �������������� �������������������������������������������������� ����� ������
Optimization of Aquatic-TerrestrialEcosystem in Relation to Soil NitrogenStatus for the Cultivation of Fish and AquaticFood Crops of the Indian Subtropics
A.M. Puste1,* and D.K. Das2
1Department of Agronomy, Bidhan Chandra Krishi Viswavidyalaya,Mohanpur-741 252, Nadia, West Bengal, India; 2Department of AgriculturalChemistry and Soil Science, Bidhan Chandra Krishi Viswavidyalaya,Mohanpur-741 252, Nadia, West Bengal, India
A case study was undertaken during wet andpostwet seasons to improve the perennial andalternate submerged saucer-shaped pondedlands (tal and semi-tal lands) in the coasts andnortheastern plains of the Indian subtropicsthrough pisciculture and cultivation of starch- andprotein-rich aquatic food crops like water chest-nut (Trapa bispinosa Roxb.) and makhana or foxnut (Euryale ferox Salisb.). The study revealed thatthe physico-chemical properties of soils (pH, or-ganic C, organic matter, available N, P, and K) aswell as quality of water (pH, EC, BOD, COD, CO3
+,HCO3
–, NO3-N, SO4-S-, and Cl–), growing fish,makhana, and water chestnut was remarkably in-fluenced by different moisture regimes and exhib-ited a significant improvement of soil health. Theamount of organic C, available N, P, and K con-tent were found significantly highest in the treat-ment where makhana was grown under alternateflooding and drying situation with a depth >2 mas compared to other treatments. Such enrich-ment of soil fertility, particularly in available N andP content, might be due to the accumulation ofconsiderable amounts of biomass and fish excretaand their subsequent decomposition in situ in thesoils. Therefore, the present study suggests thatthe N-enriched soil may effectively be utilized fur-ther for growing subsequent arable crops sur-roundings during summer season, which not onlysaves the amount of applied N fertilizer but alsoincreases the apparent N efficiency with simulta-
131
Puste and Das: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem TheScientificWorld (2001) 1(S2), 130–134
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������5&����� ������� ���� �������� ����� 6������ ������ ���� �����2�������������������������� �������������7�.�����������������������������8�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������-������������������������������������������������������������������������6�������/���������������������������������������� ������������ ������ ��� �������� ������������� ��&�������0����5�����������������9�����������0���6�����2�����4��������6���:�&����� �������������������������������������������������������
�����������("�%*���� ������������ �����������(!�;�$�<*�:�&�������������������������&���������������������� ��������������������������������2��=���������������������������������������������������������������������������������2�=��9��2������>�8�
����?@?5������68���()A�))*���������������
�����������������������������������������������-�����������������������������������������������������-�������������������������������������������������������2���������������������������������������()+�),*��/�����������������&B�������&����������������������������������&�����������������������������������������������������������-���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������&������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������-������������������������������� �������������������������������������������������������������������������-���2��������������������������������������������������������������������������������������C�������������������������������������������������������
����������������������������������������������-������������������������������������������������������������������������2���������������������������������������������-�����������������������������������������������&������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������&���
MATERIALS AND METHODS
��������������������������&�����������������������������������������������������������������������������������������4�����������=�����D�������������5������� ���4������� ��������������+,E�%′ �2������������$<E�A′ '�F�����������������������<�;%��������������������������������������������������������.���������������������������������������������������&�����������������������������������������������������������������������������&��������������������������������������C�G����H�C�G��&��H�C�H��������������������������������������������������������������������������������������.������������-�G
• ��G������������������������������������������+�%�I�A�%���������������
• ��G�������������������������������������������)�%�I�A�%���������������
• ��G�C���������������������������������������������������������������J+�A����������������
• ��G�C���������������������������������������������������������������)�%����+�A����������������
• ��G�C�����������������������������������������������������������������������������K)����������������
���������������������������������������������������������������������������������������� ������������ ��&���>�!�;!�������������A�"!#�����������������A�$"#����������2��A�A"%#����������2��A�A+"#����������2��A�A!;#���9��!%�A&�����������=��+;"�!�&��������9���.���������������������������������������������������������� ������������������������������-����� ��������������>��;�A)���48L��)�%<�M��������8L��+�+$�M���������8�
���)�+"�����������>�8����)�!+����������
28��2��+;�)!�M��������68��6��%A"�;)�M����������������);"�,+�M���������������������//6���������������������������������������()"*��F���������������������������������������������-������ ��������������������4��������������������������������������������0�&��()"*�L��������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������G
C����������������������������������������������������������������7��K
9�����������������7��
C������������������������������������������������������������������������������������������������������������)�
RESULTS AND DISCUSSION
Soil Characteristics
Food Crops
9�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������
TABLE 1Fish Yield Equivalents and Monetary Returns
Food Crops Price (Rs. t–1) Price (U.S.$ t–1)
Fish 45,000 957.40
Makhana 30,000 638.30
Water chestnut 6,000 127.70
Note: U.S.$1 = Indian Rs. 47.
132
Puste and Das: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem TheScientificWorld (2001) 1(S2), 130–134
TABLE 2Soil Fertility Status as Influenced by Pisciculture
and Aquatic Food Crops Under Varying Water Regimes
pH Organic Organic Available N (%) Total Available Available(Soil:Water C Matter N P K
Treatment 1:2.5) (%) (%) NH4+N NO3-N (%) (kg ha–1) (kg ha–1)
Food crops
Fish 6.62 0.51 0.89 0.048 0.036 0.082 72.4 292.5
Makhana 7.64 0.74 1.28 0.076 0.048 0.120 118.6 413.8
Water chestnut 7.22 0.63 1.14 0.068 0.042 0.112 86.3 378.6
CD (p = 0.05) 0.45 0.14 0.16 0.006 0.008 0.012 27.40 31.8
Water regimes
T1 6.73 0.58 1.06 0.052 0.036 0.086 83.9 334.4
T2 6.99 0.61 1.14 0.057 0.035 0.090 92.8 363.4
T3 7.10 0.77 1.36 0.072 0.048 0.121 106.7 415.5
T4 7.69 0.68 1.31 0.062 0.052 0.114 99.3 384.8
T5 7.28 0.49 0.86 0.058 0.054 0.113 89.4 310.1
CD (p = 0.05) 0.62 0.15 0.19 0.013 0.016 0.023 12.7 44.6
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������+���������������������>������������!�!+����;�!"������������&�����������������H��>���;�++�����������������B����������������������������������������������������2>��2��28��2�������2������������9����=��������������������� �����A�%)BA�;"#��A�$<B)�+$#��A�A"$BA�A;!#��A�A,!BA�A"$#��A�A$"BA�)+"#��;+�"B))$�!�&������� ���+<+�%B"),�$&����������������������������������������������&��������������������� ���� ������� ����� ���� ��� ������������� ���&�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2��9�����=������������� �������������������������.��������������
Water Regimes
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������&�������������������������������+���/���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������J+��������������������������������.���������������������������������������������������2��9�����=����������������������������������������������6��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Water Characteristics
Food Crops
����������� ���� ������������������� �������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������,���>���������������������������>��F���48L��8L���8�
���>�8����28��2��68��6�������������������������
���� �����;�+$B;�,$�� A�!<BA�;$� �6����� )�"<B+�,!�� +�,!B+�<!�)�""B)�;!��)�%$B+�+"��,A�"$B,+�%%��,<$�%B;;!�"�����);"�,+B)$"�"$�����������������������������������&��������������������������������
Water Regimes
������������������������������������������������������������-���������������������������������>��F���48L���8L��8�
���>�8����28��2��68��6�������������������������������
�����!�<$B;�,;��A�,$BA�%!��6�����)�!!B+�+!��+�,)B+�<<��)�)+B)�%$��)�%;B+�+,��+!�")B,A�"!��%A+�%B!,%�,�����)!$�;)B)<!�!$������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������48L��+�,!�����������8L��+�<!�����������8�
�
�)�;!����������>�8����+�+"����������68��6��;;!�"����������������
�)$"�"$���� ����� ��� ���� �������������������������������������������������������������������������.��������>�8�
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������)�������������������6�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������.�����������������������������������8���������������������
Crop Yield, Fish Yield Equivalent, andMonetary Return
Food Crops
�������������������������������������&�������������������������� ����������)�",��+�!%�����;�$%� ������� �����������
133
Puste and Das: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem TheScientificWorld (2001) 1(S2), 130–134
������"����������������������������������� ����������������������������������������������>������������������������������������������������������������������������������ ���������������������� ���� ��� ������� ������� ��������>������ ���� ����������� ���������������
�������������������H����������������������+�%�I�A�%�������������������������������&�����������������������
������������������������������������������������������������J+�A������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ������������ J+�A��� ��� ����� �������/������������&������������������������������������������������������������������������+;�,����;$�A#��������������������������������������
TABLE 3Water Quality as Influenced by Pisciculture and Aquatic Food Crops under Varying Water Regimes
pH(Soil:Water EC BOD COD CO3
= HCO3– NO3
–N SO4–S Cl–
Treatment 1:2.5) (dsm–1) (µg l–1) (µg l–1) (meq l–1) (meq l–1) (µg l–1) (µg l–1) (µg l–1)
Food crops
Fish 7.28 0.78 2.36 2.96 1.76 2.24 30.48 776.4 184.48
Makhana 7.32 0.69 2.02 2.36 1.49 1.86 32.55 562.6 174.32
Water chestnut 7.38 0.74 1.49 2.67 1.44 1.58 31.27 398.5 176.44
CD (p = 0.05) N.S. N.S. 0.73 0.47 0.29 0.49 1.68 149.2 7.20
Water regimes
T1 6.98 0.42 1.66 2.31 1.12 2.23 26.41 502.5 171.39
T2 7.12 0.38 1.82 2.44 1.34 1.99 28.22 556.2 168.71
T3 7.37 0.48 1.96 2.68 1.48 1.57 29.12 584.3 196.68
T4 7.35 0.51 2.09 2.88 1.39 1.81 27.92 617.6 182.96
T5 7.23 0.56 2.26 2.99 1.58 1.85 30.46 635.3 188.74
CD (p = 0.05) 0.11 0.14 0.16 0.27 0.19 0.47 1.78 64.5 21.42
Note: N.S. = Not significant.
TABLE 4Fish, Nut Yield, Fish Yield Equivalent, and Monetary Return of the Systems
Yield (t ha–1) Fish Yield Equivalent (t ha–1) Gross Monetary Returns (Rs. ha–1)
Water Water WaterTreatment Fish Makhana Chestnut Fish Makhana Chestnut Fish Makhana Chestnut
Food crops
Fish 1.43 — —
Makhana — 2.65 —
Water chestnut — — 7.89
Water regimes
T1 1.72 2.24 7.56 1.72 1.49 1.01 77,400 67,200 45,360
(1,646.80) (1,429.80) (965.10)
T2 1.37 2.82 8.48 1.37 1.88 1.13 61,650 84,600 50,880
(1,311.70) (1,800) (1,082.60)
T3 1.67 2.96 9.23 1.67 1.97 1.23 75,150 88,800 55,380
(1,598.90) (1,889.40) (1,178.30)
T4 1.42 3.28 9.12 1.42 2.19 1.22 63,900 98,400 54,720
(1,359.60) (2,093.60) (1,164.20)
T5 0.96 1.95 5.05 0.96 1.30 0.67 43,200 58,500 30,300
(919.20) (1,244.70) (644.70)
CD (P = 0.05) 0.21 0.31 1.06 — — — — — —
Note: Parentheses indicates values in U.S.$ (U.S.$1 = Indian Rs.47).
134
Puste and Das: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem TheScientificWorld (2001) 1(S2), 130–134
Water Regimes
>������������������������������������������������������������������������������������������&����7�<$�"AA����������������������N�6�O+�A<,�!A����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������)�%�����+�A���������������������������������������������������������������������������
������������������������)�;+�������� ��� ��������������������������������������������������+�%�I�A�%���������������������������������������������������&����,�+$������������������������<�+,������������������������������������������������������������������������������������������������������)�%����+�A��������������������������������������������������������������������������������������������������J+�A��������������������������������C�������� ����������������������������������������������������+�)<������������������������������&������������������������������������������������������������)�%B+�A����������������������������������>�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
ACKNOWLEDGEMENTS
�����������.����������������������������������������������� ����������������/�����������7�������������P�������������� ����������������������������������������������������.���������
REFERENCES
�� ���������� ���������������������� ���������� ������������������ �
�� !����"�������#�$� %��!&�%'������%�(�%������� ��%�%�)�����!&�%'������*�+���"�����$� %��
�� ,�"����,�����-�����&%�&��������� ��� ���%��������� �������������.��-/�
.� ���'�%������ $��0%1�������(%�"����� ���2�%"���2��) �'�%����������%�&���+� 2������� ��������'�""��%��%�3�0�4���"%&����,�2���� ��������������. �-.�
-� ���'�%������ $��0%1�����.�5�������'���&��%�2����)�������%��� 2�%"���2�� �'�%���������%�&���+� 2������� �
������3�'�""��%��%�3�0�4���"%&����,�2���� ���������������# �� .�
#� ������5�6�"�"���1�7�0���1� �� 5�0%1� ��� ��$"2�'�������%������%'�"���%�������'��������'������"����0���"�)%�%(����3�0�4���"%&����,�2���$$$�8�&�� ��%���������'���������������������������������-���-� �
� 5�0%1���0�����%���� $'�%"���5���� ��$"2�'�����)��%������%'�"���%�������'��������'������"����0���"�)%�%(����3�0�4���"%&���� ,�2��� $�7���%��� %����9�� 2��)��2���0�������"����������������������������������
�� ���'�%������ $��0%1���� ��$"2�'�������%������%'�"���%� ������ '������� �'������" ����0���"�)%�%(�� �� 3�0�4���"%&����,�2���$$������������'�������%�2�%"���2��) �'�%+%���� ����%����2��0���������������������������-/��-�/�
�� 6�"�"���1��� 5�0%1� ��� �� $"2�'�������%������%'�)"���%�������'��������'������"����0���"�)%�%(����3�0�4���"%&����,�2���$:�;�2����%�� ���"%'�����'�� ���2��) �'����� %� %'��� ��'�%�%���������������������������-���-� �
�/� 8������7��� ,��<�7�����.������=���%���� ��%�2��2��)�%����2�� ���%������'� ��"�0�������������������'���%+�)�%����������������..��..-�
��� 8������7�,��<�7��� ,��5�7�����#������%����%2���%�)"����%�� ��"�0��������������������%����%�2��2���%���� �����=���%�������������������.-��-/�
��� (�� ��2� ����5��� ;����!�����//������'���'��2�� �%����� ���%�� �� ��%�����%����+�%���%�%���� ��%���&���� �%'�)�%��'��������������������������.� �..��
��� (���"���� ;�5��� ���������4��������%'��%��%���&��)�%��>2���2�'������������������
�.� ,�'0�����3����# ������ ��!��������������;����%'�1�����$� %�7��8���%�
��������������������������������������
;����!����� 8��8�4���//��?2�%"%@��%�����=���%')��������%���'������"%������%������%��%���&��������������'���%+��%�����%���� �=���%'��� '��2������$� %��������2%'��$�?2�%"%@%�&7%���)&������&�"���%�A�� �� ����&�;�� �'�%���� ��+%���"�����;����'�%��B;��'�� %�&�������� $�������%����7%���&��C�������'���5'%��'��� ;��%'��������������������"�������/���.�
��������� �� � ��� ��������� �������� ����� ���������� �������� ����� ��������� �������� ���� �
Submit your manuscripts athttp://www.hindawi.com
Nutrition and Metabolism
Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Food ScienceInternational Journal of
Agronomy
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
International Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
International Journal of
Microbiology
The Scientific World JournalHindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com
Applied &EnvironmentalSoil Science
Volume 2014
AgricultureAdvances in
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
PsycheHindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
BiodiversityInternational Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
ScientificaHindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
GenomicsInternational Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Plant GenomicsInternational Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Biotechnology Research International
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Forestry ResearchInternational Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
BotanyJournal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
EcologyInternational Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Veterinary Medicine International
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Cell BiologyInternational Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014
Evolutionary BiologyInternational Journal of
Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014