+ All Categories
Transcript
Page 1: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem in Relation ...downloads.hindawi.com/journals/tswj/2001/406101.pdf · through pisciculture and cultivation of starch- and protein-rich

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: [email protected], [email protected]© 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-

Page 2: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem in Relation ...downloads.hindawi.com/journals/tswj/2001/406101.pdf · through pisciculture and cultivation of starch- and protein-rich

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.

Page 3: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem in Relation ...downloads.hindawi.com/journals/tswj/2001/406101.pdf · through pisciculture and cultivation of starch- and protein-rich

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

�������������������������������������&�������������������������� ����������)�",��+�!%�����;�$%� ������� �����������

Page 4: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem in Relation ...downloads.hindawi.com/journals/tswj/2001/406101.pdf · through pisciculture and cultivation of starch- and protein-rich

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).

Page 5: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem in Relation ...downloads.hindawi.com/journals/tswj/2001/406101.pdf · through pisciculture and cultivation of starch- and protein-rich

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'%��'��� ;��%'��������������������"�������/���.�

��������� �� � ��� ��������� �������� ����� ���������� �������� ����� ��������� �������� ���� �

Page 6: Optimization of Aquatic-Terrestrial Ecosystem in Relation ...downloads.hindawi.com/journals/tswj/2001/406101.pdf · through pisciculture and cultivation of starch- and protein-rich

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


Top Related