[发明专利]一种阻控坡耕地氮磷流失的方法

说明书

本发明具体公开了一种阻控坡耕地氮磷流失的方法，包括步骤：1)沿坡耕地坡面开挖多条等间距的首尾依次相连的横向沟渠；2)在横向沟渠中从下至上依次填充生物炭‑中间层土壤‑生物炭‑表层土壤；在横向沟渠上部形成导水渠，在中间层土壤中埋设灌溉渗水管网；3)在各横向沟渠内开挖一个或多个渗水井；4)在表层土壤内种植植物篱，以拦截泥沙和径流；5)沿坡耕地坡面底部再开挖一条过滤沟渠，过滤沟渠内填充生物炭层，在该生物炭层内埋设导流管；6)在待过滤水暂存渠内种植用于保持待过滤水暂存渠内表层土壤的植物篱。本发明方法不但能够很好的阻控氮磷流失，避免农业化肥的面源污染，同时还能够在干旱时对作物进行渗水灌溉。

技术领域

本发明涉及农业生态环境保护领域，特别涉及一种阻控坡耕地氮磷流失的方法。

背景技术

坡耕地是指分布在山坡上地面平整度差、跑水跑肥跑土问题突出、作物产量低的旱地。我国坡耕地约为3.59亿亩，占全国耕地面积的比例近1/5。坡耕地土壤养分流失是由于降雨作用于表层土壤，发生径流引起土壤中氮、磷等养分溶解流失，或径流泥沙含有和吸附的颗粒态养分随径流迁移，进入水体的过程。坡耕地由于其倾斜度，使地表在遇到强降雨后迅速出现沿斜坡移动的径流，土壤中的氮磷钾等作物生长必需的营养物质随径流和泥沙流失出农田。土壤中的氮磷元素是一把双刃剑，保存在农田土壤里是植物生长必需的营养物质，流失到农田外则是农田面源污染的重要污染物。

土壤胶体对NH₄+的吸附主要靠静电引力，吸附和解吸的平衡受土壤胶体类型、粘粒含量和土壤pH值等因素的影响，土壤胶体成分中对NH₄+的吸附能力为蛭石蒙脱石伊利石高岭石倍半氧化物；土壤对磷(H₂PO₄-、HPO₄2-、PO₄3-)的吸附机制主要为专性吸附，且主要发生在铁、铝氧化物的表面，因此，加入Fe(NO₃)₃，就能大大增强其吸附磷的能力。

生物炭对减少土壤中氮素流失的机理目前主要有：(1)生物炭的小孔隙结构(小于0.9nm)能够降低土壤养分的渗漏速度，延缓水溶性离子的溶解迁移时间，加强对移动性强、易淋溶流失养分的吸附；(2)其表面丰富的含氧官能团使生物炭具有较高离子吸附交换能力且有一定的吸附容量，能够吸附土壤中溶解态NH₄+、NO₃-等离子。如果在生物炭中加入Fe(NO₃)₃，一方面使生物炭表面带正电荷，有利于硝化细菌和反硝化细菌附着在其表面，另一方面铁离子能加速NH₄+-N向NO₂--N转化，进行短程硝化反硝化作用。同时，反硝化细菌利用生物炭作为缓释碳源进行反硝化作用，使NO₃-经过反硝化脱氮为N₂排入大气，减少土壤中NO₃-因淋溶而进入河流。

生物炭对减少土壤中磷素流失的机理主要有：(1)通过它的阴离子交换能力或者通过影响与磷相互作用的阳离子的活性/有效性改变磷的有效性；(2)通过改变微生物的土壤环境对磷的有效性和吸收提供间接影响。

目前，大部分研究者将生物炭均匀的施入土壤中，能起到改良土壤、增加肥效、提高土壤有机质含量的作用，但是对于坡耕地径流在地表停留时间较短，生物炭均匀的施入土壤表层对于阻控氮磷流失的作用较小。也有人将生物炭和土壤按一定比例填埋在农业面源污染污水收集沟塘下面，但是在地块面积小的坡耕地上不实用，并且没有种植植物以吸收生物炭中积蓄的氮磷，使生物炭不能重复使用。

此外，由于坡耕地的蓄水能力差，生长在其上的作物在雨水稀少的时节很难得到足够的水分以供生长需要，单纯的通过喷灌、浇灌等方式难以使水分充足的供应给作物根部。

发明内容

本发明目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种阻控坡耕地氮磷流失的方法。

本发明的技术方案是：一种阻控坡耕地氮磷流失的方法，包括如下步骤：