[发明专利]一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统

说明书

本发明公开了一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统，具体包括反坡阶地植物篱、地埋式集水管道、梯级提升井、坡顶集水池、坡顶水肥一体化配肥池和循环自流滴灌系统。本发明主要针对丘陵地区脐橙园的特殊地形特征进行设计，布设相应的管道，收集降雨径流，通过水泵将收集的径流提升到顶部集水池，并根据脐橙生长周期不同阶段对水肥的需求特征进行灌溉回用。本发明以对脐橙园的水、肥资源循环利用的方式，改善脐橙园的面源污染，降低脐橙的种植成本，缓解干旱胁迫等环境因子对脐橙生长的影响。同时，本发明具有四道肥力拦截系统，能够将一般的降雨径流和特大暴雨期的径流携带的污染物都拦截，提升脐橙种植的经济效益。

技术领域

本发明属于雨水蓄积和污染控制技术领域，具体涉及一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统。

背景技术

农业面源污染已成为农业发展中的突出环境问题，其中由耕作和施肥方式不合理引起的面源污染问题尤为突出。南方红壤丘陵区坡度较大，脐橙园多开山而建，施肥量较高，水土流失及农业面源污染风险较大。为了提高脐橙产量，脐橙园多施肥超过脐橙生长所需，当季肥料利用率多低于20％，导致施用肥料中的绝大部分营养物质蓄积在土壤中，随地表径流和壤中流而流失，污染下游水体，造成水体富营养化。

土壤中氮、磷等养分元素随地表径流流失，不仅造成养分的浪费，而且进入下游水体会引起水体污染。因此，合理回收利用随地表径流流失的养分，重新将其施入脐橙园可以减少外源肥料的施用，有效降低脐橙种植施肥成本。另一方面，南方降雨具有季节性，脐橙不同生育期需水量存在明显差异。因此，将含有氮磷等养分元素的径流合理收集，利用灌溉系统重新回田，可以起到水资源和肥力回收效果。

当前，虽然有一些径流蓄积系统，配合植物篱和蓄水井来拦截积蓄雨水并应用于旱地耕作模式中。但是这些系统通常适合强度较小的径流拦截，对于暴雨径流无法实现良好的拦截功能。另一方面，选取的植物篱往往只考虑水土拦截效果，对于种植管理者缺少经济价值。因此，选择具有良好水土保持能力和较高经济价值的植物篱，构造一种适用降雨范围宽泛的径流拦截系统，对于降低丘陵地带水土流失和面源污染具有重要实践意义。同时，环境友好型的农林废弃物制环境修复材料在肥力回收方面有较好的使用效果，但是在丘陵区果园系统几乎很少用。因此，应用农林废弃物制环境修复材料于丘陵区果园系统对面源污染控制具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统，首先，采用地菍作为植物篱，地菍是野牡丹科草本植物，根系细密而发达，常着生陡斜而瘦瘠的坡面，对土壤侵蚀量的降低效率高达97％，且具有较高的药用价值和经济价值；其次，本发明中的四道肥力拦截系统能够将一般的降雨径流和特大暴雨期的径流携带的污染物都拦截；最后，本发明可以起到水、肥资源循环利用的作用，取之于田返回于田。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统，包括

反坡阶地植物篱：先在丘陵坡地上构筑反坡阶地，同时在梯壁上部和反坡梯面交界处横向种植一条植物篱，拦截降雨坡面径流，其中，植物篱选用适合南方酸性红壤的地菍来构筑；地菍是野牡丹科草本植物，根系细密而发达，常着生陡斜而瘦瘠的坡面，对土壤侵蚀量的降低效率高达97％。另一方面，地菍根具有活血、止血、利湿、解毒之功效，具有较高的药用价值和经济价值。本发明特选用一种适合于南方酸性红壤的地菍来构筑植物篱；

地埋式集水管道：在反坡梯面和梯壁下部交接处横向开挖沟渠，在沟渠内埋入预制好的横截面为U型的集水管道，其中，集水管道底部有竹节，每个竹节之间投放由10目纱网包装的生物质炭包，用于吸附径流中的氮磷，生物质炭包内的生物质炭由脐橙园废弃果木高温限氧裂解并经过镁盐改性而来，生物质炭包定期收集更换，作为生物质肥料重新投入脐橙种植系统，这是本发明的第一道肥力循环措施；