削減土壤氮磷流失的田間溝渠構(gòu)建方法和田間溝渠系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制領(lǐng)域，具體涉及一種削減土壤氮磷流失的田間溝渠構(gòu)建方法和田間溝渠系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氮、磷是促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的根本要素，施用氮、磷肥料是實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)最有效的措施之一。但是，過(guò)量施用氮、磷肥料也帶來(lái)了令人擔(dān)憂(yōu)的非點(diǎn)源污染問(wèn)題，土壤中的氮、磷隨農(nóng)田徑流排放進(jìn)入水體或下滲進(jìn)入地下水，會(huì)引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化，從而直接威脅到地下水和飲用水的安全。珠江三角洲河網(wǎng)密布，農(nóng)田溝渠系統(tǒng)發(fā)達(dá)，為適應(yīng)地下水位較高的條件下進(jìn)行旱作，普遍采用畦溝相間的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，以一定的比例挖深溝.利用挖溝的泥土起高畦，溝中長(zhǎng)期保持水層，畦面進(jìn)行旱作，溝可利用于養(yǎng)殖或種植，但現(xiàn)狀多數(shù)溝均空閑，僅用于澆水、施肥和田間操作等。由于地下水位高，田間溝渠排水無(wú)序，汛期田塊積澇常有發(fā)生。據(jù)調(diào)查測(cè)定，這種結(jié)構(gòu)的菜地，土壤氮、磷，尤其是一次撒施化肥后，很大一部分氮、磷隨澆水或降雨流失到溝內(nèi)，經(jīng)田間排水系統(tǒng)進(jìn)入江河湖泊等水體。雖然目前已有許多關(guān)于利用水生植物建立生態(tài)溝渠來(lái)削減氮磷進(jìn)入水體的技術(shù)，但多考慮在農(nóng)田主排灌溝(渠)上實(shí)施，而對(duì)于田間小水溝未于重視，也缺乏實(shí)施技術(shù)方案。事實(shí)上，對(duì)于畦溝相間的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，旱作過(guò)程中土壤流失的氮、磷首先進(jìn)入畦間小溝積累，之后通過(guò)農(nóng)田排水系統(tǒng)排放。因此，畦間水溝是土壤氮、磷流失的關(guān)鍵源區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)田間溝渠的土壤氮磷流失技術(shù)問(wèn)題，提供一種削減土壤氮磷流失的田間溝渠構(gòu)建方法。
[0004]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供實(shí)現(xiàn)所述方法的田間溝渠系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
提供一種削減土壤氮磷流失的田間溝渠構(gòu)建方法，包括以下步驟:
51.修整田塊水溝，疏通畦間每條橫向水溝，使畦與橫向水溝相間設(shè)置；
52.分別在相鄰兩畦相對(duì)的兩端沿田塊開(kāi)縱向水溝，所述縱向水溝連通與相鄰兩畦相間設(shè)置的兩條橫向水溝，形成橫向水溝、縱向水溝、橫向水溝、縱向水溝依次相連通的水溝單元，所述水溝單元依次連接多彎道水溝，所述多彎道水溝的一端連接進(jìn)水口，另一端連接出水口，水流從進(jìn)水口流向出水口；
53.以橫向水溝為段，在橫向水溝上種植水生植物，形成水生植物隔段分布的格局。
[0006]按照本發(fā)明方法，水流從進(jìn)水口流向出水口，土壤流失至溝中的氮、磷大部分可通過(guò)水生植物吸收利用或積淀于水溝底泥中，從而達(dá)到減少農(nóng)田氮、磷流失的目的。
[0007]本發(fā)明所述的橫向和縱向?yàn)橄鄬?duì)的概念，若橫向水溝的長(zhǎng)度比縱向水溝的長(zhǎng)度長(zhǎng)，則在橫向水溝分段種植水生植物，如果縱向水溝的長(zhǎng)度比橫向水溝的長(zhǎng)度長(zhǎng)，則在縱向水溝中分段種植水生植物，依此類(lèi)推。
[0008]優(yōu)選地，所述橫向水溝與橫向水溝之間相互平行，所述縱向水溝與橫向水溝相互垂直。
[0009]優(yōu)選地，所述水生植物的種植采用隔段種植的方法，所述隔段種植的方法可以采用在每一條橫向水溝中分段種植，或者，在一條橫向水溝中全部種植水生植物，在與其相鄰的一條橫向水溝不種植水生植物。采用隔段種植水生植物的方法在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明削減土壤氮、磷流失的目的的同時(shí)，很好地保留了畦間水溝用于澆水、施肥及田間操作的功能；還可以是在一條橫向水溝中分段種植水生植物，在與其相鄰的一條橫向水溝不種植水生植物。
[0010]優(yōu)選地，所述水生植物為挺水草本植物。所述水生植物優(yōu)選挺水植物且低矮、無(wú)蔓沿生長(zhǎng)習(xí)性的品種，以使水生植物扎根水溝中生長(zhǎng)而又不至于蔓沿至畦面上影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。水流經(jīng)過(guò)水生植物溝段時(shí)，可延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，水中氮、磷一部分因水生植物吸收利用而得到削減，另一部分沉淀積累于水溝底泥中。
[0011]本發(fā)明同時(shí)提供一種實(shí)現(xiàn)上述構(gòu)建方法的田間溝渠系統(tǒng)，包括進(jìn)水口、畦溝相間的田塊和出水口，所述畦溝相間的田塊中設(shè)置多彎道水溝，所述多彎道水溝的一端連接進(jìn)水口，另一端連接出水口，水流從進(jìn)水口流向出水口 ；所述多彎道水溝包括若干連通的水溝單元，每一水溝單元包括依次連通的橫向水溝、縱向水溝、橫向水溝和縱向水溝；所述橫向水溝與所述畦相間設(shè)置，所述縱向水溝設(shè)置于所述畦的一端，相鄰兩個(gè)畦的縱向水溝設(shè)置于相對(duì)方向。
[0012]優(yōu)選地，所述多彎道水溝設(shè)置有水生植物種植區(qū)，優(yōu)選設(shè)置于橫向水溝，通過(guò)水生植物的生長(zhǎng)消耗，削減水溝中的氮、磷元素，從而減少田間水溝的氮、磷排放量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)削減土壤氮、磷流失的目的。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述水生植物種植區(qū)為隔段設(shè)置。
[0014]優(yōu)選地，所述橫向水溝與縱向水溝的長(zhǎng)度比例為10?12:1 ;進(jìn)一步優(yōu)選地，所述橫向水溝與縱向水溝的長(zhǎng)度比例為23.4:2.26。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述田塊面積為570m2，橫向水溝為11條，每條溝長(zhǎng)23.4m，所述多彎道水溝長(zhǎng)約280m。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明科學(xué)地利用現(xiàn)有畦溝相間的傳統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，在畦溝相間農(nóng)田中，以田塊為單元，將田塊中各自獨(dú)立的畦間水溝修整串聯(lián)為一條平行溝與垂直溝相間的多彎道水溝，多彎道水溝的一端連接進(jìn)水口，另一端連接出水口，水流從進(jìn)水口流向出水口，由此大大加長(zhǎng)了田塊中的水溝長(zhǎng)度，進(jìn)一步利用水生植物構(gòu)建植生溝，水流經(jīng)過(guò)水生植物溝段時(shí)，可延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，水中氮、磷一部分因水生植物吸收利用而得到削減，另一部分沉淀積累于水溝底泥中，通過(guò)水生植物的生長(zhǎng)消耗，削減水溝中的氮、磷元素，從而減少田間水溝的氮、磷排放量，很好地實(shí)現(xiàn)削減土壤氮、磷流失的目的。
[0017]進(jìn)一步地，本發(fā)明在水溝中隔段種植水生植物，采用隔段種植方案，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明削減土壤氮、磷流失的目的的同時(shí)，很好地保留了畦間水溝用于澆水、施肥及田間操作的功會(huì)K。
[0018]采用本發(fā)明方法削減土壤氮和磷的流失量分別可達(dá)到80%以上和70%以上，與對(duì)照溝渠相比，土壤氮、磷流失削減作用顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2本發(fā)明隔段種植水生植物的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3本發(fā)明隔段種植水生植物的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4本發(fā)明方法對(duì)總氮的去除效果。
[0023]圖5本發(fā)明方法對(duì)硝態(tài)氮的去除效果。
[0024]圖6本發(fā)明方法對(duì)總磷的去除效果圖。
[0025]圖7本發(fā)明方法對(duì)可溶性磷的去除效果圖。
[0026]圖8本發(fā)明方法對(duì)總氮的去除效果。
[0027]圖9本發(fā)明方法對(duì)硝態(tài)氮的去除效果。
[0028]圖1O本發(fā)明方法對(duì)總磷的去除效果圖。
[0029]圖11本發(fā)明方法對(duì)可溶性磷的去除效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0031]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種田間溝渠系統(tǒng)，如附圖1所示，包括進(jìn)水口 7、畦溝相間的田塊和出水口 8，所述畦溝相間的田塊中設(shè)置多彎道水溝，所述多彎道水溝的一端連接進(jìn)水口 7，另一端連接出水口 8，水流從進(jìn)水口 7經(jīng)