[實用新型]一種面向坡地果園面源污染減排的組件式生態攔截設施

有效

• 申請號: 201821179931.2
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN209368772U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 劉楊;馮彥房;薛利紅;楊林章;劉曉宇;何世穎;侯朋福
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: E02B3/10
• 分類號: E02B3/10;A01G22/00;A01G24/00;A01G24/13
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;薛海霞

本實用新型公開了一種面向坡地果園面源污染減排的組件式生態攔截設施及使用方法，包括生態護堤和組件式生物質炭強化養分攔截壩。所述生態護堤由防腐炭化木砌成，在護堤底部種植優選草種；所述組件式生物質炭強化養分攔截壩由濾網、沸石、可更換生物質炭包組成。本實用新型利用坡地果園種植所富余的氮磷，促進生態護堤植被的生長，同時利用組件式生物質炭強化養分攔截壩中的功能化生物質炭和沸石對生態護堤匯集的降雨、灌溉水中的氮磷進行吸附，可替換生物質炭包可作為肥料用于果園果樹種植；利用生態護堤植被對流失土壤和水分的吸收作用，以及組件式生物質炭強化養分攔截壩對流失土壤和水分的物理攔截作用，實現水土保持的目的。

技術領域

本實用新型涉及坡地果園面源污染減排的技術領域，具體涉及一種降低坡地果園面源污染和水土流失，提高養分利用效率的組件式生態攔截設施。

背景技術

坡地果園水土保持

水土流失是指降水或灌溉等自然或人為因素產生地表徑流，沖刷土壤，造成水分和土壤同時流失的現象。水土保持則是對水土流失所采取的預防和治理措施。水土流失的主要原因是坡度過大、地面植被遭到破壞等。坡地由于土壤厚度薄、地力差、水土流失嚴重，難以用于糧食作物生產，而較適用于果樹種植。然而僅以果樹作為地表植被，易產生“林下流”，并不利于水土保持。傳統的水土保持方法主要通過種植草類植被，可有效減少坡地果園的水土流失問題，但草類植被生長較快，如果不加管理和控制，易造成生長過度，進一步占用坡地土壤較為貧瘠的養分。而對坡地果園施肥（尤其是氮肥），肥料易通過水土流失進入水域，從而造成面源污染。因此，坡地果園需要兼顧水土保持和優化養分利用。本實用新型旨在結合多種生態學和工程學方法，在投入較少，不增加環境風險的情況下，達到促進坡地果園水土保持、優化坡地果園養分利用的目的。

果園面源污染氮磷減排

中國是世界上肥料，尤其是氮肥和磷肥使用強度最高的國家之一，且養分利用效率偏低，氮肥和磷肥不合理利用不但增加種植成本，還易導致面源污染、地下水污染等環境負效應。因此，中國提出“減肥減藥”的目標，計劃至2020年肥料使用零增長。為達到此目標，且保持農產品不減產，必須優化養分利用效率。坡地果園普遍土壤熟化程度差、地力貧瘠、土壤養分含量偏低，為利用這部分土地資源，必須投入肥料。有數據顯示，中國果園施肥強度較高，氮肥施用量甚至超過1000 kg/ha，遠遠超過推薦施肥的上限200 kg/ha，且坡地果園保水保肥能力普遍較差，伴隨坡地果園水土流失，過量的營養元素極易進入水體，從而造成面源污染。因此，本實用新型通過構建生態護堤植被，截取坡地果園過量的氮肥和磷肥，并以綠肥的形式用于果樹生產。同時，通過構建組件式生物質炭強化養分攔截壩，采用功能生物質炭對流失水土中的氮磷進行吸附，吸附完成后的生物質炭同樣用于果樹生產，以達到養分循環利用的目的，最小限度地減少養分流失。

生物質炭技術及其功能化

生物質炭是生物質在完全或部分缺氧條件下，經高溫熱解產生的一種含碳量豐富、性質穩定的有機物質。生物質炭具有多孔結構、低容重、高 pH 值等特征，近年來被廣泛用于改善土壤板結，改良酸性土壤，提高土壤碳固存等，被認為是一種優良的土壤改良劑。由于具有較大的比表面積和較高的碳氮比，生物質炭對氮有較好的吸附能力，但受生物質炭制備材料自身性質的局限，生物質炭對某些特定離子（如磷酸根離子）的吸附能力較弱。為提高生物質炭對特定離子的吸附能力，增加生物質炭的使用范圍，已有研究開始嘗試使用負載金屬離子、酸堿浸漬等化學方法對生物質炭進行功能化改良。本實用新型意圖使用生物質炭對坡地果園徑流中的氮磷進行吸附，而傳統生物質炭對氮的吸附能力較強，對磷的吸附能力較弱，因此，本實用新型通過負載金屬離子（鎂鐵）對生物質炭進行功能化，提高其對磷的吸附能力。

實用新型內容

為了克服上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是綜合多項生態學和工程學的方法，構建面向坡地果園面源污染減排的組件式生態攔截設施，實現促進坡地果園水土保持、優化坡地果園養分利用的目的。