[發明專利]一種農田徑流流失養分循環利用系統及應用

無效

• 申請號: 201310365551.3
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103469761A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 劉紅江;鄭建初;陳留根;郭智;周煒
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: E02B3/00
• 分類號: E02B3/00;C02F3/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張素卿

一、技術領域

本發明屬于農業面源污染控制領域，特別涉及一種農田徑流流失養分循環利用系統及應用。

二、背景技術

富營養化是我國湖泊、河流面臨的重大環境問題。有關水質調查表明，2008年太湖水體總氮、總磷濃度分別達到3.5和0.2?mg·L^-1（成芳等．太湖水質現狀與主要污染物分析[J]．上海海洋大學學報，2010,?19(1):?105-110）；巢湖水體總氮、總磷濃度分別達到2.5和0.2?mg·L^-1（董文濤等．巢湖流域非點源污染來源、影響及控制研究[J]．環境整治，2011,?5:?74-77），均達到Ⅴ類水質標準，屬于嚴重超標。據報道，我國湖泊水庫氮磷養分負荷有一半以上來自農業（YAN?W?J,?et?al.?Phosphorus?export?by?runoff?from?agricultural?field?plots?with?different?crop?cover?in?Lake?Taihu?watershed[J].?Journal?of?Environmental?Science,?2001,?13(4):?502-507），為提高糧食產量，太湖地區部分高產稻田的施氮量達到270~?300?kg·hm^-2，巢湖流域稻田化肥投入量已達到1000?kg·hm^-2左右（董文濤等．巢湖流域非點源污染來源、影響及控制研究[J]．環境整治，2011,?5:?74-77），過高的氮肥投入不僅使氮肥利用率過低，而且會通過地表徑流等途徑進入周圍的水體，對生態環境造成嚴重影響，成為水體污染的主要污染源（劉立軍等．實時、實地氮肥管理對水稻產量和氮素利用率的影響[J]．中國農業科學，2003,?36(12):?1456-1461；徐國偉等．秸稈還田與實地氮肥管理對水稻產量及品質的影響[J]．中國農學通報，2006,?22(10):?209-215）。

巢湖流域的研究表明，稻麥輪作農田徑流總氮流失量為45.27~?101.38?kg·hm^-2，總磷流失量為0.30~?0.61?kg·hm^-2（王桂苓．巢湖流域稻麥輪作農田徑流氮磷流失研究[J]．水土保持學報，2010,?24(2):?6-10,?29）。大量研究表明，通過農田原位減排措施和工程防治技術能對徑流養分的輸出起到一定的攔截作用，可以在一定程度上減少面源污染；在工程防治技術方面，利用植物籬麻袋覆蓋技術能夠減少地表徑流量和養分流失量22.7%和36.8%（米艷華等．云南紅壤坡耕地的水土流失及其綜合治理[J].水土保持學報，2006,?20(2):?17-21）。此外，人工濕地也是控制農業面源水體污染的一條重要途徑。但這些措施對已經徑流輸出的養分難以有效防治，需要通過增加農田生態塘環節，用以較長時間的貯留和凈化農田流失水體，以減輕其對周圍水體環境的危害。

三、發明內容

技術問題：

針對上述技術不足之處，本發明的目的是通過在農田排水溝渠末端增加生態塘，在其中種植養分富集植物，攔截農田地表徑流養分流失，減輕農業面源污染。

本發明的另一目的在于將生態塘中的養分富集植物打撈還田利用，實現農田流失養分的循環利用。

本發明的另一目的在于確定生態塘和農田的適宜面積比例問題，構建農田徑流流失養分循環利用系統工程。

技術方案：

一種農田徑流流失養分循環利用系統，由農田、灌排溝渠和生態塘構成，所述農田作業區四周的田埂高度為30～40?cm，寬度50～70?cm，單塊農田面積0.2～0.3?hm²，所述農田實行單灌單排，灌排溝渠硬質化，溝渠切面成等腰梯形狀，上底60～80?cm，下底20～30?cm，高70～80?cm；所述農田生態塘用來收集農田地表徑流水，生態塘和農田面積比為1：40～50，生態塘深度為100～120?cm。

所述的農田徑流流失養分循環利用系統在控制農業面源污染方面的應用。其特征在于，當遇到暴雨或者農田需要排水擱田時，將農田地表徑流水通過排水溝渠匯集到農田生態塘中，并在生態塘種植養分富集植物，攔截農田水體流失養分，一季作物收獲后，將生態塘中的養分富集植物制成有機肥或直接還田利用，實現農田流失養分的循環利用。小麥季在生態塘中種植養分富集植物水芹菜和黑麥草，攔截農田水體流失養分。

有益效果