利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法。该方法是在丘陵山地地区农田的分布基础上，根据农田区域的坡度和高程情况，建设多级拦截沟，两级拦截沟水平间距为50米，每条拦截沟深1.5米，宽1米，拦截沟底部为厚度为0.5米氮磷拦截层，并使用厚度为0.2米的覆土镇压，氮磷拦截层由质量比为1∶3∶1的秸秆、锯末和土壤混配而成，该方法可以去除丘陵山地地区农业面源污染中30％的氮含量和25％的磷含量，对丘陵地区农田面源污染有效控制，并可以减缓丘陵山区农田的水土流失，另一方面拦截沟内填料第二年可以作为农田肥料，具有较好的环境和经济效益。
【专利说明】
利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法
技术领域
[0001]本发明属于农业环境保护技术领域，具体是涉及一种利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，农业面源污染问题日益成为湖泊水体的富营养化的重要来源。我国是农业大国，山地、丘陵与高原地区的坡耕地资源占耕地总面积一半以上，每年通过水、土流失途径输入湖库氮磷量较大，加剧了农业面源污染的风险。为此，探索有效的山地丘陵区农业面源污染防控措施，对培肥土壤地力，减轻水体富营养化及其重要。
[0003]农业非点源污染产生是一个连续动态的过程:在降雨的冲刷作用下产生地表径流并入渗形成壤中流，土壤中的污染物包括可溶性的污染物和吸附在泥沙上的污染物，在降雨径流的驱动作用下从土壤中溶出和下渗，最终通过坡面进入水体中，如何对坡耕地水土流失进行有效控制成为了应对农业面源污染的关键的问题。
[0004]丘陵山地区农业面源污染流失治理是近几十年来环境保护工作的重点。目前主要采用植物篱、前置库和人工湿地等生态防控技术，这些技术的特点就是利用工程拦截或植物吸收来阻挡水土和N、P等污染物质进入水体，但多数由于占用耕地多，而丘陵山地区山高坡陡、人地矛盾尖锐难以推广。因此，如何因地制宜建设坡耕地径流拦截与生态净化系统对于丘陵山地地区雨水收集、旱季灌溉、防控农业面源污染防控具有重要意义。
【发明内容】
[0005]对于丘陵山地地区农业面源污染导致的地下水体富营养化问题突出的普遍现象，本发明提供了一种利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法。
[0006]该方法是在丘陵山地地区原有农田分布现状的基础上，根据农田区域的坡度情况，沿着农田区域内等高线方向，在不占用农田的区域，每隔一定距离挖掘一道拦截沟，在拦截沟沟底铺设氮磷拦截层，并对氮磷拦截层进行简单覆土，通过拦截沟将丘陵山地地区农田紧密联系在一起，形成丘陵山地地区农田径流拦截与生态净化系统工程。在灌溉或降雨期间，高处耕地表面富含的氮磷通过地面径流，进入拦截沟，富含氮磷的灌溉水或雨水在渗入地下水的过程中，与沟底的氮磷拦截层接触，拦截层拦截其中的氮磷物质，当水流较大时，水流可以从拦截沟溢出，进入下一级农田和下一级拦截沟。
[0007]由于拦截沟的逐级拦截作用，可以增加富含氮磷的灌溉水与雨水在陡坡农田和拦截沟内滞留时间，即增加系统内氮磷拦截层对径流中氮磷的拦截作用，降低丘陵山地地区农业面源污染对地下水和河流的危害，为保护丘陵山地地区水环境发挥一定作用；另外一方面，该系统可以有效减缓丘陵山地地区坡田的水土流失，将径流中的泥沙沉淀在拦截沟中。
[0008]为了实现上述目标，本发明采取如下技术方案:
[0009]—种利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法，具体构建该系统的基本过程及具体的技术参数详细介绍如下:
[0010]首先确定该丘陵山地地区的农田的分布状况，并对农田的坡度和等高线进行测绘；
[0011]根据该地区农田的坡度和等高线状况，规划多级拦截沟的分布位置和数量，沿着农田等高线方向上，挖掘拦截沟；
[0012]两条拦截沟水平间距以50米为最佳，每条拦截沟宽I米，深1.5米，拦截沟内拦截层填料厚度约为0.5米，覆土层厚度以0.2米最佳，其中覆土层起到对填料的镇压作用，防止填料漂浮在水面；
[0013]拦截沟内拦截层的填料主要由作物秸杆、锯末和土壤等混配而成，其中作物秸杆、锯末和土壤的质量比为1:3:1;
[0014]经过试验和推广，首先利用该生态净化系统可以去除丘陵山地地区农业面源污染中30 %的氮含量和25 %的磷含量，能实现对丘陵山地地区农业面源污染的有效控制；其次该系统能够强化丘陵山地地区农田地表对灌溉水和雨水径流的拦截能力，使大量的泥沙在拦截沟底沉淀，有效减少水土流失，保护生态环境;最后该系统具有较好的经济效益，在第二年春季，可以将拦截沟内的填料作为农作物的肥料，回收利用，减少农田化肥的施用量。
【附图说明】
[0015]图1是本发明所述丘陵山地地区氮磷拦截沟系统的截面示意图。
[0016]图1中:1、3、6表示农田，其中I表示高位田，3表示中间田，6表示低位田；2、5表示拦截沟，其中2表示一级拦截沟，5表示二级拦截沟，4表示农作物，7表示富营养化水，8表示氮磷拦截层，9表示表层覆土。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细描述:
[0018]—种利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法，具体实施步骤如下:
[0019]如图1所示，首先确定该丘陵区域的农田的分布状况，并对农田1、3、6的坡度和等高线进行测绘，其中农田I表示高位田，农田3表示中间田，农田6表示低位田；
[0020]如图1所示，根据该地区农田的坡度和等高线状况，规划拦截沟的分布位置和数量，沿着规划好的等高线上，每隔一定距离挖掘一条拦截沟2和5;
[0021 ]如图1所示，一级拦截沟2与二级拦截沟5水平间距以50米为最佳；
[0022]如图1所示，拦截沟2和拦截沟5，沟宽I米，沟深1.5米，拦截沟2底部填料为氮磷拦截层8，厚度约为0.5米，填料上为表层覆土 9，覆着厚度以0.2米最佳，表层覆土 9上是富营养化水7，其中表层覆土9起到对氮磷拦截层8的镇压作用，防止氮磷拦截层8中的部分填料漂浮在富营养化水7水面；
[0023]如图1所示，拦截沟2内氮磷拦截层8主要由作物秸杆、锯末和土壤等混配而成，其中作物秸杆、锯末和土壤的质量配比为1:3:1;
[0024]如图1所示，在农业生产中，由于农民过量的对农作物4施肥和喷药，多余的化肥和化肥遗留在农田1、3、6表层，当降水或灌溉农作物4时，由于农田1、3、6具有一定坡度，形成径流，农田1、3、6表层的残留化肥和农药随着径流进入一级拦截沟2和二级拦截沟5，对水流进行减缓，富营养化水7由于沉降，与氮磷拦截层8接触，对富营养化水7中的氮磷进行吸收拦截，当一级拦截沟2水溢出后，经过农田3，进入二级拦截沟5;另外一方面，由于拦截沟2、5对水流的拦截减缓作用，是径流中的大量泥沙在拦截沟沟底沉降，可以减少水土流失，并可以在第二年，将拦截沟低的填料作为基肥用于农业生产，减少农业化肥使用量，增大经济效益。
[0025]利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的系统建成后，氮外排减少30%以上，磷外排减少25%以上，具有非常可观的环境效益。
【主权项】
1.一种利用氮磷拦截沟防治丘陵山地地区农业面源污染的方法，其特征在于，具体步骤如下: 1)确定丘陵山地地区的农田的分布状况，测绘农田的坡度和等高线； 2)根据该地区农田的坡度和等高线状况，规划多级拦截沟的分布位置和数量，沿着农田等高线方向上，挖掘拦截沟； 3)两条拦截沟水平间距50米，每条拦截沟宽I米，深1.5米，拦截沟内氮磷拦截层厚度为0.5米，覆土层厚度为0.2米。2.根据权利要求1所述的方法，拦截沟内拦截层的填料主要由作物秸杆、锯末和土壤等混配而成，其中作物秸杆、锯末和土壤的质量比为1:3:1。
【文档编号】E02B1/00GK106012948SQ201610462592
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】翟丽梅, 刘宏斌, 潘君廷, 王洪媛, 范先鹏, 胡万里
【申请人】中国农业科学院农业资源与农业区划研究所