[發明專利]一種阻控坡耕地氮磷流失的方法

有效

• 申請號: 201710784752.5
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107500471B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 吳磊;馬孝義
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;A01B79/02;A01B77/00;C02F1/28
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

本發明具體公開了一種阻控坡耕地氮磷流失的方法，包括步驟：1)沿坡耕地坡面開挖多條等間距的首尾依次相連的橫向溝渠；2)在橫向溝渠中從下至上依次填充生物炭?中間層土壤?生物炭?表層土壤；在橫向溝渠上部形成導水渠，在中間層土壤中埋設灌溉滲水管網；3)在各橫向溝渠內開挖一個或多個滲水井；4)在表層土壤內種植植物籬，以攔截泥沙和徑流；5)沿坡耕地坡面底部再開挖一條過濾溝渠，過濾溝渠內填充生物炭層，在該生物炭層內埋設導流管；6)在待過濾水暫存渠內種植用于保持待過濾水暫存渠內表層土壤的植物籬。本發明方法不但能夠很好的阻控氮磷流失，避免農業化肥的面源污染，同時還能夠在干旱時對作物進行滲水灌溉。

技術領域

本發明涉及農業生態環境保護領域，特別涉及一種阻控坡耕地氮磷流失的方法。

背景技術

坡耕地是指分布在山坡上地面平整度差、跑水跑肥跑土問題突出、作物產量低的旱地。我國坡耕地約為3.59億畝，占全國耕地面積的比例近1/5。坡耕地土壤養分流失是由于降雨作用于表層土壤，發生徑流引起土壤中氮、磷等養分溶解流失，或徑流泥沙含有和吸附的顆粒態養分隨徑流遷移，進入水體的過程。坡耕地由于其傾斜度，使地表在遇到強降雨后迅速出現沿斜坡移動的徑流，土壤中的氮磷鉀等作物生長必需的營養物質隨徑流和泥沙流失出農田。土壤中的氮磷元素是一把雙刃劍，保存在農田土壤里是植物生長必需的營養物質，流失到農田外則是農田面源污染的重要污染物。

土壤膠體對NH₄+的吸附主要靠靜電引力，吸附和解吸的平衡受土壤膠體類型、粘粒含量和土壤pH值等因素的影響，土壤膠體成分中對NH₄+的吸附能力為蛭石蒙脫石伊利石高嶺石倍半氧化物；土壤對磷(H₂PO₄-、HPO₄2-、PO₄3-)的吸附機制主要為專性吸附，且主要發生在鐵、鋁氧化物的表面，因此，加入Fe(NO₃)₃，就能大大增強其吸附磷的能力。

生物炭對減少土壤中氮素流失的機理目前主要有：(1)生物炭的小孔隙結構(小于0.9nm)能夠降低土壤養分的滲漏速度，延緩水溶性離子的溶解遷移時間，加強對移動性強、易淋溶流失養分的吸附；(2)其表面豐富的含氧官能團使生物炭具有較高離子吸附交換能力且有一定的吸附容量，能夠吸附土壤中溶解態NH₄+、NO₃-等離子。如果在生物炭中加入Fe(NO₃)₃，一方面使生物炭表面帶正電荷，有利于硝化細菌和反硝化細菌附著在其表面，另一方面鐵離子能加速NH₄+-N向NO₂--N轉化，進行短程硝化反硝化作用。同時，反硝化細菌利用生物炭作為緩釋碳源進行反硝化作用，使NO₃-經過反硝化脫氮為N₂排入大氣，減少土壤中NO₃-因淋溶而進入河流。

生物炭對減少土壤中磷素流失的機理主要有：(1)通過它的陰離子交換能力或者通過影響與磷相互作用的陽離子的活性/有效性改變磷的有效性；(2)通過改變微生物的土壤環境對磷的有效性和吸收提供間接影響。

目前，大部分研究者將生物炭均勻的施入土壤中，能起到改良土壤、增加肥效、提高土壤有機質含量的作用，但是對于坡耕地徑流在地表停留時間較短，生物炭均勻的施入土壤表層對于阻控氮磷流失的作用較小。也有人將生物炭和土壤按一定比例填埋在農業面源污染污水收集溝塘下面，但是在地塊面積小的坡耕地上不實用，并且沒有種植植物以吸收生物炭中積蓄的氮磷，使生物炭不能重復使用。

此外，由于坡耕地的蓄水能力差，生長在其上的作物在雨水稀少的時節很難得到足夠的水分以供生長需要，單純的通過噴灌、澆灌等方式難以使水分充足的供應給作物根部。

發明內容

本發明目的是克服上述現有技術中存在的問題，提供一種阻控坡耕地氮磷流失的方法。

本發明的技術方案是：一種阻控坡耕地氮磷流失的方法，包括如下步驟：