專利名稱：一種農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水旱輪作制度下農(nóng)田非點(diǎn)源污染防控領(lǐng)域，尤其涉及黃河上游寧蒙灌區(qū)水稻和小麥/玉米間作制度下的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染是多數(shù)流域水體污染的主要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染影響了全世界陸地面積的30% -50%，并且在全世界不同程度退化的12億hm2耕地中，約12% 的耕地由農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染引起。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染主要包括土壤流失、化肥污染、農(nóng)藥污染、 畜禽養(yǎng)殖污染及其它生產(chǎn)過程中造成的非點(diǎn)源污染，主要的發(fā)生方式是農(nóng)業(yè)耕作中的化肥，農(nóng)藥，其他有害污染物質(zhì)以及養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中的尿糞排泄物和農(nóng)村居民生活廢棄物等， 通過農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏，使大量污染物進(jìn)入水體而形成的水環(huán)境污染。 在寧夏黃河灌區(qū)中銀新干溝主要污染物氨氮、COD、BOD的年均濃度分別為15. 9mg ·廠1、 260mg ‘L"1和956mg .Γ1，分別超標(biāo)7. 0倍、25. 0倍和22. 9倍，超標(biāo)率100% ；四二干溝主要污染物氨氮、總磷、氟化物年均濃度分別為26. 63mg · Γ1 U. 75mg · 1^、4. 76mg · L—1，分別超標(biāo)12. 3倍、3. 4倍和2. 2倍，超標(biāo)率100% ；第三排水溝主要污染物氨氮、C0D、B0D的年均濃度分別為21. Img · Γ\33. 6mg · Γ1和lllmg · Λ分別超標(biāo)9. 5倍、2. 4倍和1. 8倍，超標(biāo)率 66.7%。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2004年引黃灌區(qū)從排水溝流失的氮占全區(qū)施氮量的30.8%，相當(dāng)于流失9. 5萬t氮。2007年黃河寧夏段水質(zhì)為III--IV級(jí)，主要污染物為氮、磷和C0D，其中造成超標(biāo)污染物主要為氮。種植業(yè)是氮、磷投入較大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門，也是農(nóng)田非點(diǎn)源污染的重要部門，尤其在寧夏灌區(qū)，氮、磷隨農(nóng)田退水流入黃河，對(duì)黃河水質(zhì)造成了嚴(yán)重的污染。

發(fā)明內(nèi)容
如何原位消解氮磷，使退水水質(zhì)在流入黃河之前就達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，是農(nóng)田非點(diǎn)源污染防控的關(guān)鍵。針對(duì)這一問題，在對(duì)寧蒙灌區(qū)農(nóng)田退水水質(zhì)、種植制度調(diào)查及定位試驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 從優(yōu)化輪作順序、耕作方式、種植模式、品種選擇、灌溉方式及施肥等種植方法，通過農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、土壤、作物、水循環(huán)，將氮、磷等農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解掉。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法。本發(fā)明技術(shù)方案如下—種農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，輪作制度為采用三年一個(gè)輪作周期，輪作順序?yàn)樗?旱田-水田或旱田-水田-旱田；耕作方法，水田耕作頭年秋收后進(jìn)行旱平田， 或者免耕；來年要及時(shí)進(jìn)行早春旱平地；種植作物品種方面，水田以當(dāng)?shù)剡m應(yīng)性強(qiáng)的水稻品種為主，旱田以常規(guī)小麥、玉米糧食作物及各類蔬菜作物為主；灌溉制度中以適量化為原則，滿足作物的生長需求為準(zhǔn)；施肥方面在滿足作物生長需要的前期下，盡量施用有機(jī)肥。所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，水田為稻田，旱田為小麥/玉米，玉米以春玉米或者制種玉米為主。
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所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，稻田整平后進(jìn)行一次深翻耕，耕深20cm 以上，之后淺耕1-2次，筑好田??；移栽前放水泡田2-3天，后淺水浪田，使田面高低差不超過3厘米；9月中旬水稻收割后，對(duì)土地進(jìn)行旋耕，晾曬，準(zhǔn)備冬小麥播種，10月上中旬進(jìn)行播種；如果來年準(zhǔn)備種植春小麥、春玉米，則冬季免耕、灌冬水、進(jìn)行土壤凍融，在來年春播前進(jìn)行土壤耕作；在旱田茬口，6月下旬小麥?zhǔn)斋@割后采用免耕休閑或者種植生育期較短填閑作物，吸收土壤富裕的氮、磷和其他重金屬等非點(diǎn)源污染物質(zhì)。所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，插秧品種主要有96D10、寧粳M號(hào)、寧粳 27號(hào)、寧粳觀號(hào)和寧粳35號(hào)；冬小麥以寧冬6號(hào)、寧冬10號(hào)、寧冬11號(hào)為主，春小麥為寧春4號(hào)、寧春11號(hào)、寧春39號(hào)和永良15號(hào)。所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，水田在秧苗移栽大田后，田面保持薄水層返青活苗，但決不能曬苗，同時(shí)要注意遇低溫，適當(dāng)增加灌水深度；在返青后的各個(gè)生育階段，灌水以土壤表象達(dá)到灌水指標(biāo)時(shí)再灌水，每次灌水后自然落干；旱田根據(jù)作物生育期需水程度確定灌水時(shí)間和灌水定額。所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，全生育期畝施肥總量在施用農(nóng)家肥的基礎(chǔ)上，純氮12-14kg，五氧化二磷6jkg，氧化鉀3-4kg，土壤肥力高或農(nóng)家肥使用多的以下限為準(zhǔn)，肥力低或農(nóng)家肥使用少的以上限為宜。本發(fā)明提供一種基于水旱輪作、耕作方式、品種選擇、灌溉制度、施肥等為一體在一個(gè)輪作周期內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)農(nóng)田非點(diǎn)源污染綜合防控的設(shè)計(jì)方法。從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的層面上，分別對(duì)旱田和水田進(jìn)行非點(diǎn)源污染防控，具有兼顧生態(tài)治理和經(jīng)濟(jì)效益并重的優(yōu)點(diǎn)；其次，該方法是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，通過耕作方法、品種結(jié)構(gòu)、灌溉制度、施肥方法等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物的原位消解；第三，該方法是在實(shí)施過程無需對(duì)土壤、當(dāng)?shù)氐墓喔戎贫?、水?quán)制度、生產(chǎn)方式進(jìn)行大規(guī)模改造，也無需增加額外的資金技術(shù)投入，不會(huì)增加生產(chǎn)成本，僅需要從制度上進(jìn)行改革；第四，該方法注重生產(chǎn)過程的污染物原位消解，而且主要以提高土壤中氮磷的利用效率為主，并不會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)有影響，所生產(chǎn)的產(chǎn)品仍然是安全和清潔的。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。2008年之2010年在寧夏黃河靈武灌區(qū)，針對(duì)黃河上游種植業(yè)非點(diǎn)源污染的特征進(jìn)行了以水-旱-水、水-水-旱、水-旱-旱和旱-水-旱、旱-旱-旱、水-水-水為主輪作順序的模式試驗(yàn)，結(jié)果從當(dāng)?shù)厮?水-旱、水-水-水模式與當(dāng)?shù)氐乃畽?quán)管理制度矛盾，難以推廣，水-旱-旱和旱-旱-旱的經(jīng)濟(jì)效果由于稻米的價(jià)格與小麥價(jià)格的比較優(yōu)勢問題，盡管很省水、能夠有效的建設(shè)灌區(qū)退水污染問題，但是難以在當(dāng)?shù)赝茝V。綜合下來， 水-旱-水、旱-水-旱間作模式能夠在該區(qū)域推廣。具體措施如下1、輪作順序第一年如果是水田，則采用水-旱-水輪作順序；第一年如果是旱田，則采用旱-水-旱的輪作順序。水田為稻田，旱田為小麥/玉米，玉米以春玉米或者制種玉米為主，3年一個(gè)輪作周期。布局上以大區(qū)間隔為主。表1輪作周期表
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，其特征在于，輪作制度為采用三年一個(gè)輪作周期，輪作順序?yàn)樗?旱田-水田或旱田-水田-旱田；耕作方法，水田耕作頭年秋收后進(jìn)行旱平田，或者免耕；來年要及時(shí)進(jìn)行早春旱平地；種植作物品種方面，水田以當(dāng)?shù)剡m應(yīng)性強(qiáng)的水稻品種為主，旱田以常規(guī)小麥、玉米糧食作物及各類蔬菜作物為主；灌溉制度中以適量化為原則，滿足作物的生長需求為準(zhǔn)；施肥方面在滿足作物生長需要的前期下，盡量施用有機(jī)肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，其特征在于，水田為稻田， 旱田為小麥/玉米，玉米以春玉米或者制種玉米為主。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，其特征在于，稻田整平后進(jìn)行一次深翻耕，耕深20cm以上，之后淺耕1-2次，筑好田?。灰圃郧胺潘萏?-3天，后淺水浪田，使田面高低差不超過3厘米；9月中旬水稻收割后，對(duì)土地進(jìn)行旋耕，晾曬，準(zhǔn)備冬小麥播種，10月上中旬進(jìn)行播種；如果來年準(zhǔn)備種植春小麥、春玉米，則冬季免耕、灌冬水、 進(jìn)行土壤凍融，在來年春播前進(jìn)行土壤耕作；在旱田茬口，6月下旬小麥?zhǔn)斋@割后采用免耕休閑或者種植生育期較短填閑作物，吸收土壤富裕的氮、磷和其他重金屬等非點(diǎn)源污染物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，其特征在于，插秧品種主要有96D10、寧粳M號(hào)、寧粳27號(hào)、寧粳28號(hào)和寧粳35號(hào)；冬小麥以寧冬6號(hào)、寧冬10號(hào)、 寧冬11號(hào)為主，春小麥為寧春4號(hào)、寧春11號(hào)、寧春39號(hào)和永良15號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，其特征在于，水田在秧苗移栽大田后，田面保持薄水層返青活苗，但決不能曬苗，同時(shí)要注意遇低溫，適當(dāng)增加灌水深度；在返青后的各個(gè)生育階段，灌水以土壤表象達(dá)到灌水指標(biāo)時(shí)再灌水，每次灌水后自然落干；旱田根據(jù)作物生育期需水程度確定灌水時(shí)間和灌水定額。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田非點(diǎn)源污染物原位消解方法，其特征在于，全生育期畝施肥總量在施用農(nóng)家肥的基礎(chǔ)上，純氮12-14kg，五氧化二磷6jkg，氧化鉀3-4kg，土壤肥力高或農(nóng)家肥使用多的以下限為準(zhǔn)，肥力低或農(nóng)家肥使用少的以上限為宜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于種植制度的灌區(qū)農(nóng)田非點(diǎn)源污染綜合防控方法，輪作制度為采用三年一個(gè)輪作周期，輪作順序?yàn)樗?旱田-水田或旱田-水田-旱田；耕作方法，水田耕作頭年秋收后進(jìn)行旱平田，或者免耕；來年要及時(shí)進(jìn)行早春旱平地；種植作物品種方面，水田以當(dāng)?shù)剡m應(yīng)性強(qiáng)的水稻品種為主，旱田以常規(guī)小麥、玉米糧食作物及各類蔬菜作物為主；灌溉制度中以適量化為原則，滿足作物的生長需求為準(zhǔn)；施肥方面在滿足作物生長需要的前期下，盡量施用有機(jī)肥。原位降消解了農(nóng)田非點(diǎn)源污染物，減少了農(nóng)田退水量，從而減少了流入黃河的退水量，達(dá)到了原位消解的目的。
文檔編號(hào)A01G1/00GK102160495SQ20101060158
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者任廣鑫, 馮永忠, 曹艷春, 楊世琦, 楊引祿, 楊改河, 楊正禮, 謝曉軍 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)