[發明專利]一種水稻種植區農業面源污染生態治理方法

有效

• 申請號: 201610019955.0
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105659962B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 崔遠來;趙樹君;董斌;茆智;楊洋;羅玉峰;許亞群;劉方平
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: A01B79/02
• 分類號: A01B79/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及農業水利技術領域，具體地說是涉及一種綜合源頭控制、生態溝及塘堰濕地三道防線的水稻種植區農業面源污染生態治理方法，尤其適用于南方水稻灌區農業面源污染的治理。

背景技術

近年來，由于土地資源的限制，提高糧食單產是我國提高糧食產量的主要措施，目前增加糧食單產的措施之一是肥料等資源的高投入，造成資源利用率低及環境污染加劇。據統計，目前我國單位面積化肥投入為世界平均水平的2.6倍，化肥投入過量已成為農業面源污染的主要原因之一，必須提高肥料養分利用效率。由于過量施肥、過量施藥及水肥管理措施不當，我國來自農田的面源污染排放占農業面源污染的30%以上，水稻種植區的氮磷面源污染排放尤其嚴重。

目前,水稻種植區中存在水肥資源管理不合理的問題，導致水稻種植耗水量大且水資源浪費嚴重；而肥料的施用以底肥為主且追肥比例不合理，導致肥料利用率偏低，其流失還加重了農業面源污染。與此同時，水肥的不合理使用還降低了水稻產量。

水稻種植區中的排水系統和塘堰濕地可用于農業面源的去除^[1-3]，但現有未加改進的排水溝和塘堰還存在不少問題。例如，現有的排水溝：（1）采取橫斷面襯砌使排水溝不具有生態功能，不利于動植物生長；（2）天然的窄深式橫斷面邊坡較陡，排水溝易淤積泥沙和邊坡坍塌；（3）邊坡長有無明顯去污效應的雜草，不利于污染物的去除和凈化；（4）無合理的控制建筑物，排水不能被有效再利用。

同時，現有的塘堰主要存在以下問題：（1）日常水位較深，不利于水生植物尤其是挺水植物的生長，造成去污功能下降；（2）平面形態不規整，水流流徑通常較短，存在“死水區”等無法流經的區域，去污潛力不能充分發揮；（3）單塊塘堰面積大小不合理：面積過小容易淤塞，面積過大則日常水位較高影響植物生長且占地面積較大不利于推廣。

當前，塘堰濕地對農業面源污染去除的研究極少，關于排水溝改造成生態溝治理農業面源污染已有不少實踐，但僅是從該單一環節進行污染凈化，并未結合農業面源污染的源頭控制和塘堰濕地的去污功能，因此，水稻種植區中農業面源污染的治理能力仍有很大的提升空間。

參考文獻：

1. 溝渠及塘堰濕地系統對稻田氮磷污染的去除實驗[J].農業環境科學學報,2011,30(9):1872-1879.

2. 生態灌區農田排水溝塘濕地系統的構建和運行管理[J]. 中國農村水利水電,2012.

3. 溝塘濕地對農田面源污染的降解試驗[J]. 水電能源科學,2012,30(10).

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種水稻種植區農業面源污染生態治理方法。

本發明的技術方案為：

一種水稻種植區農業面源污染生態治理方法，包括三道防線：第一道防線為農業面源污染的源頭控制，即通過田間節水灌溉與田間水肥綜合調控減少氮磷流失；第二道防線為生態溝對農業面源污染的去除凈化；第三道防線為塘堰濕地對農業面源污染的去除凈化；三道防線之間為串聯關系，即首端為第一道防線，其次聯接到第二道防線，最后聯接到第三道防線。通過三道防線的協同運行，采用生態方法達到削減和治理農業面源污染的目的。

所述第一道防線為農業面源污染的源頭控制，即通過田間節水灌溉與田間水肥綜合調控減少氮磷流失，其設計方案主要包括：

（1）水稻田間節水灌溉，采用干濕交替間歇灌溉方法，即在水稻返青期保持10~40mm水層，分蘗末期曬田3~7天，黃熟期自然落干；其余階段，灌水后水層深度達30~40mm，至水層消耗完并使土壤含水率下降到飽和含水率的80％左右時再次灌水，如此進行反復地干（無水層，土壤水分在飽和含水率以下）濕（有水層）交替。在這些階段的無雨條件下，一般每隔6~8天灌水一次，灌水量50~60mm，形成每次灌水后田間有水層4~5天、無水層2~3天，反復進行。為了減少氮磷等養分的源頭流失，采用淺水層泡田，并縮短泡田時間，盡量減少施入基肥通過滲漏及田面排水流失。泡田時間早稻以2~3天為宜，晚稻1~2天為宜，泡田水深在滿足耕作的前提下盡量淺，土地平整后田面保持20~30mm的水層。