一种拟自然的生态农田构建方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于农业环境保护领域，特别涉及一种拟自然的生态农田构建方法。
【背景技术】
[0002]我国地表水污染物中，面源污染占很大比重，湖泊50%以上的氮及30%以上的磷来自于农业面源污染。(冯国禄，杨仁斌.不同耕作模式下稻田水中氮磷动态特征及减排潜力.生态学报，2011，31 (15):4236)目前，农田水旱轮作模式形成的面源污染日趋严重，氮磷化肥投入过量、水旱交替期水分管理粗放、水分养分循环利用率低、单一的种植结构带来的农田生态系统脆弱，造成农田生态自净功能退化等。
[0003]农田沟渠作为农田与下游受纳水体之间的一个纽带，能够通过土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用，降低进入受纳水体中的氮、磷含量。(沟渠湿地对农业非点源污染物的截留和去除效应.南京:河海大学博士学位论文.2004.)因此，作为中间调控措施之一的农田沟渠截留净化面源污染物的功能日渐显著，而硬化沟渠的生态净化作用则大大降低，针对上述问题，围绕农田生产系统中肥料-作物-土壤-水分四大要素，以“氮磷减源、农田增汇”为指导思想，构建拟自然的生态农田复合系统生态农田，丰富农田生物多样性、提升农田面源污染自净能力、生态化硬化沟渠、美化农田景观、增强农田生态价值将是未来生态农田的发展趋势。
【发明内容】
[0004]针对以上技术问题，本发明设计开发了一种拟自然的生态农田的构建方法，该技术因地制宜利用现有农田布局，优化“田-埂-沟-路-塘”在整个复合系统中的作用，丰富农田生物多样性、提升农田面源污染自净能力、生态化硬化沟渠、美化农田景观、增强农田生态价值非常有用，具有十分重要的意义和广阔的市场应用前景。
[0005]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种拟自然的生态农田构建方法，包括农田、沟渠、机耕路、农田缓冲带和缓冲净化塘的构建，具体步骤为:
1)构建农田:
实行轮作、间作、套作措施，合理施肥，以当地农作物营养需求规律、土壤肥力状况肥料特性、肥料特性为基础进行农作物套餐施肥；构筑农田土壤碳坝，并结合水田养殖技术措施强化对氮磷的净化功能，建立有利于降低农田面源污染负荷的作物农田生产体系；
2)构建田埂:
在田埂上构建田埂缓冲带，将传统田埂的宽度扩充到30-50 cm，在田埂缓冲带上种植田埂豆、绿肥和牧草类植物，同时根据水旱轮作农田和雨养旱作农田两类进行田埂缓冲带植物种类配置；
3)构建缓冲净化塘:
在位于主干沟渠田埂缓冲带的下段部分构建缓冲净化塘，缓冲净化塘由吸附性较强的水生植物挺水植物和浮水植物、活性炭、碎石泥沙、底泥构成，并对水生植物进行适时收割；
4)构建沟渠:
对普通硬化沟渠进行生态化改造，加装漂浮板或护壁板，构建漂浮生态沟或护壁生态沟，加强对农田尾水处理；在沟渠设置取水点和闸门，定期监测水质的变化，调节沟中水位，保持良好的水循环功能；
5)构建机耕路:
在机耕路的两旁或一旁构建生态廊道，根据不同的地域确定生态廊道的植物种类、种群结构、株距、带宽、带间距参数；将乔木、灌木、草本结合种植，实现生物多样性、兼顾氮磷富集植物和景观经济效果相结合。
[0006]进一步，作为优选，在第I)步中，所述的构筑农田土壤碳坝包括构筑表土碳坝和底土碳坝，表土碳坝位于田块内部，垂直设置在0_30cm表层土壤中，其长边方向与田块水流方向垂直；底土碳坝位于田块地下50cm处，放置在两个表土碳坝之间。
[0007]进一步，作为优选，在第2)步中，水旱轮作区的农田植物配置选择耐涝品种，雨养旱作区选择耐旱的植物品种；草本经济植物条带实行每季成熟后收获，然后再进行新一轮播种，同时，需要分小春和大春两个种植季来实施，大春季选择耐热作物种类和品种，小春选择耐寒作物种类和品种。
[0008]进一步，作为优选，在第4)步沟渠的构建中，采用漂浮生态沟和护壁生态沟交替式建造。
[0009]进一步，作为优选，在第4)步沟渠的构建中，在沟渠漂浮板或护壁板的上游处设置曝气装置，曝气装置设置在沟渠中距漂浮生态沟和护壁生态沟上游100米处。
[0010]进一步，作为优选，在第4)步沟渠的构建中，渠壁种植挺水植物，吸附农田尾水污染物，美化农田景观；渠底种植沉水植物，拦截减缓水流速度，增加农田尾水污染物净化时间；漂浮板构件主要种植浮水植物和挺水植物，吸附农田尾水污染物，美化农田景观；拦截减缓水流速度，增加农田尾水污染物净化时间，水生植物收割后食用型植物可做牲畜饲料，非食用型植物可做农田覆盖材料。
[0011]进一步，作为优选，在第4)步中在护壁板与两侧渠壁间的基质中种植挺水植物I为香蒲和水葱搭配种植，在护壁板与沟渠底部间的基质中种植沉水植物为伊乐藻，在漂浮板上的种植孔内种植的浮水植物为满江红，挺水植物II为美人蕉。
[0012]进一步，作为优选，在第4)步中，沟渠的漂浮板或护壁板与沟壁间填充有基质，所述的基质由炉渣和陶粒构成，基质上层为便于微生物吸附的陶粒，下层为对氮磷吸收能力较强的炉渣。
[0013]进一步，作为优选，在第4)步中，基质的陶粒层和炉渣层的高度为比为1:4-1: 5，陶粒的粒径为60-100 mm，炉渣的粒径为30-40 mm。
[0014]进一步，作为优选，在第5)步机耕路的构建中，根据不同的地域确定生态廊道的植物种类、种群结构、株距、带宽、带间距参数:乔木间距一般为1.5-2 m，两乔木间搭配灌木，在灌木下种植草带，草带宽度为0.5 -1 m，根据机耕路的宽度确定；将乔木、灌木、草本结合种植。
[0015]本发明的有益效果为: 本发明在农田生产功能的基础上，进一步发挥农田的生态功能，将农田作为环境氮、磷的消纳汇，利用农田土壤碳汇、生物多样性控制农田面源污染。优化“田-埂-沟-路-塘”在整个复合系统中的作用，丰富农田生物多样性、拓展农田种养复合型功能和污染源头的控制功能，增加田埂缓冲、美化、经济功能、提升农田面源污染自净能力，生态化硬化沟渠、实现氮磷养分的循环利用，调控农田面源污染的截留、净化，构建生态廊道、美化农田景观、增强农田生态价值。
【附图说明】
[0016]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
图1为一种拟自然的生态农田复合系统的生态农田构建技术设计图；
图中，1_生态廊道；2_机耕路；3_沟埋；4_农田缓冲带；5_取水口 ；6_兩门；7_护壁生态沟；8_漂浮生态沟；9_缓冲净化塘；10_农田；11-水流方向；12-表土碳坝、13-底土碳坝、14-曝气装置。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]实施例1
作为优选，一种拟自然的生态农田构建方法，可对平方公里尺度上集水区面源污染物的处理方法(以云南A地农田硬化沟渠为例)，它包括下列步骤:
步骤1:构建农田
实行水稻一大蒜轮作，根据水稻、大蒜的习惯施肥量，大蒜季增加有机肥用量，以新型缓释肥替代单质肥使用量；水稻