[发明专利]一种控制稻田面源污染的生态拦截阻断系统

说明书

技术领域

本发明属于面源污染控制技术领域，涉及一种控制农业面源污染，提高稻田氮、磷利用率的生态阻断系统。

背景技术

在我国，为了追求高产，农民往往过量使用化肥。过量的化肥投入对农田生态系统造成了冲击，使得我国农业面源污染负荷所占比重逐年增大，成为水体污染的主要来源之一。

目前已经公开了一些有效控制农业面源污染的专利成果。如CN1951837A公开了一种生态沟渠污水净化方法，主要对城镇生活污水和农田排水进行混合处理，依次流经粗格栅，沉砂池，细格栅，微生物处理池等，经过由复合介质过滤吸附床层区净化后得到可排放的净化水。CN202610035U公开了氮磷拦截治理农业污染的生态沟渠，主要以水生植物的种植为核心，通过生态沟渠、竹制浮床和渔网层来处理农业非点污染源。CN101696059A公开了一种适用于山地、丘陵农业耕作区的流域中对水体污染物质的阻拦、降解、吸收和利用的一种阻控农业面源污染的生态沟渠。这些生态沟渠或占地面积较大，或不适用于平原地区。

而关于人工湿地的应用，到目前为止大多是应用于污水处理中，如CN103708624A公开了一种针对污水处理现有技术中存在的供氧不足，净化效率低等问题的人工湿地系统。CN103288215A公开了一种防渗人工湿地系统。而关于湿地在稻田面源污染控制方面的应用却鲜有报道。

鉴于此，本试验就生态沟渠和稻田湿地构建的生态拦截阻断系统对稻田排水中氮磷的拦截机理进行了一定的研究，构建了一种控制稻田面源污染的新方法，为农业非点源污染防治探寻一条适合中国国情和地域特色的技术途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制农业面源污染，提高稻田氮、磷利用率的生态拦截阻断系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种控制稻田面源污染的生态拦截阻断系统，包括生态沟渠和稻田湿地两部分。

生态沟渠包括沟渠侧壁和沟渠底部，沟渠宽度方向上的横截面为上边较长、下边较短的梯形(如图3)。沟壁和沟底均由正六边形孔砖拼接而成，沟壁布设有沟体绿化植物，沟底布设有挺水植物作为生态沟渠的配套植物。

优选地，正六边形孔砖尺寸为外边10cm、内边6cm(如图2)。

优选地，由正六边形孔砖拼接而成的所述沟壁和沟底的排布方式为：在水泥板上均匀布孔，以利于种植于其上的植物构建。

优选地，沟渠表面宽度为1.2-1.5米，沟底宽度为0.5-0.8米，高度为1.0米。

优选地，沟垄高出田面水线25-30cm，以防止田面水溢流产生的水土流失。

优选地，沟壁布设的沟体绿化植物为狗牙根草，沟底布设的挺水植物为香根草、黄花莺尾、菖蒲等。

稻田湿地构建于稻田排水末端。稻田湿地土壤表面比正常稻田表面低，优选为低30cm。稻田湿地中种植水稻，以从上游流经稻田和生态沟渠后的水作为灌溉水和肥料来源，种植水稻的株行距根据种植品种来确定。

优选地，湿地面积控制为整个稻田面积的3％-5％。

以稻田为上游，利用生态沟渠和稻田湿地构建合理有效的生态拦截阻断系统，使得稻田中流失的氮、磷等元素成为水生植物和水稻的营养元素，从而达到稻田污染的少排放，甚至是零排放。生态沟渠中种植的水生植物和稻田湿地中种植的水稻以上游稻田排水中的氮、磷等元素作为天然营养源。这不仅增强了稻田系统的植物多样性及其可观赏性，而且减轻了稻田可能造成的农业面源污染的风险。通过水生作物生态沟渠和稻田湿地对氮、磷的拦截吸收作用，减少稻田生产对水体、环境的污染。

附图说明

图1是本发明控制农业面源污染，提高稻田氮、磷利用率的生态阻断系统实施例的结构示意图(单位：cm)；

图2是实施例中生态沟渠沟底和沟壁的六边形砖孔结构(单位：cm)；

图3是实施例中生态沟渠示意图(单位：cm)；

图4是实施例第1天生态沟渠和稻田湿地水体中总氮、氨态氮、硝态氮浓度；

图5是实施例第1天生态沟渠和稻田湿地水体中总磷和可溶性磷浓度；

图6是实施例第15天生态沟渠和稻田湿地水体中总氮、氨态氮、硝态氮浓度；

图7是实施例第15天生态沟渠和稻田湿地水体中总磷和可溶性磷浓度；

图8是实施例第32天生态沟渠和稻田湿地水体中总氮、氨态氮、硝态氮浓度；

图9是实施例第32天生态沟渠和稻田湿地水体中总磷和可溶性磷浓度；

图10是实施例第41天生态沟渠和稻田湿地水体中总氮、氨态氮、硝态氮浓度；