专利名称：一种农田非点源污染物原位消解方法
技术领域：
本发明涉及水旱轮作制度下农田非点源污染防控领域，尤其涉及黄河上游宁蒙灌区水稻和小麦/玉米间作制度下的农田非点源污染物原位消解。
背景技术：
农业非点源污染是多数流域水体污染的主要因素。据统计，农业非点源污染影响了全世界陆地面积的30% -50%，并且在全世界不同程度退化的12亿hm2耕地中，约12% 的耕地由农业非点源污染引起。农业非点源污染主要包括土壤流失、化肥污染、农药污染、 畜禽养殖污染及其它生产过程中造成的非点源污染，主要的发生方式是农业耕作中的化肥，农药，其他有害污染物质以及养殖生产过程中的尿粪排泄物和农村居民生活废弃物等， 通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物进入水体而形成的水环境污染。 在宁夏黄河灌区中银新干沟主要污染物氨氮、COD、BOD的年均浓度分别为15. 9mg ·厂1、 260mg ‘L"1和956mg .Γ1，分别超标7. 0倍、25. 0倍和22. 9倍，超标率100% ；四二干沟主要污染物氨氮、总磷、氟化物年均浓度分别为26. 63mg · Γ1 U. 75mg · 1^、4. 76mg · L—1，分别超标12. 3倍、3. 4倍和2. 2倍，超标率100% ；第三排水沟主要污染物氨氮、C0D、B0D的年均浓度分别为21. Img · Γ\33. 6mg · Γ1和lllmg · Λ分别超标9. 5倍、2. 4倍和1. 8倍，超标率 66.7%。据调查统计，2004年引黄灌区从排水沟流失的氮占全区施氮量的30.8%，相当于流失9. 5万t氮。2007年黄河宁夏段水质为III--IV级，主要污染物为氮、磷和C0D，其中造成超标污染物主要为氮。种植业是氮、磷投入较大的农业生产部门，也是农田非点源污染的重要部门，尤其在宁夏灌区，氮、磷随农田退水流入黄河，对黄河水质造成了严重的污染。
发明内容
如何原位消解氮磷，使退水水质在流入黄河之前就达到排放标准，是农田非点源污染防控的关键。针对这一问题，在对宁蒙灌区农田退水水质、种植制度调查及定位试验的基础上， 从优化轮作顺序、耕作方式、种植模式、品种选择、灌溉方式及施肥等种植方法，通过农田生态系统、土壤、作物、水循环，将氮、磷等农田非点源污染物原位消解掉。本发明针对现有技术的不足提供一种农田非点源污染物原位消解方法。本发明技术方案如下—种农田非点源污染物原位消解方法，轮作制度为采用三年一个轮作周期，轮作顺序为水田-旱田-水田或旱田-水田-旱田；耕作方法，水田耕作头年秋收后进行旱平田， 或者免耕；来年要及时进行早春旱平地；种植作物品种方面，水田以当地适应性强的水稻品种为主，旱田以常规小麦、玉米粮食作物及各类蔬菜作物为主；灌溉制度中以适量化为原则，满足作物的生长需求为准；施肥方面在满足作物生长需要的前期下，尽量施用有机肥。所述的农田非点源污染物原位消解方法，水田为稻田，旱田为小麦/玉米，玉米以春玉米或者制种玉米为主。
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所述的农田非点源污染物原位消解方法，稻田整平后进行一次深翻耕，耕深20cm 以上，之后浅耕1-2次，筑好田埂；移栽前放水泡田2-3天，后浅水浪田，使田面高低差不超过3厘米；9月中旬水稻收割后，对土地进行旋耕，晾晒，准备冬小麦播种，10月上中旬进行播种；如果来年准备种植春小麦、春玉米，则冬季免耕、灌冬水、进行土壤冻融，在来年春播前进行土壤耕作；在旱田茬口，6月下旬小麦收获割后采用免耕休闲或者种植生育期较短填闲作物，吸收土壤富裕的氮、磷和其他重金属等非点源污染物质。所述的农田非点源污染物原位消解方法，插秧品种主要有96D10、宁粳M号、宁粳 27号、宁粳观号和宁粳35号；冬小麦以宁冬6号、宁冬10号、宁冬11号为主，春小麦为宁春4号、宁春11号、宁春39号和永良15号。所述的农田非点源污染物原位消解方法，水田在秧苗移栽大田后，田面保持薄水层返青活苗，但决不能晒苗，同时要注意遇低温，适当增加灌水深度；在返青后的各个生育阶段，灌水以土壤表象达到灌水指标时再灌水，每次灌水后自然落干；旱田根据作物生育期需水程度确定灌水时间和灌水定额。所述的农田非点源污染物原位消解方法，全生育期亩施肥总量在施用农家肥的基础上，纯氮12-14kg，五氧化二磷6jkg，氧化钾3-4kg，土壤肥力高或农家肥使用多的以下限为准，肥力低或农家肥使用少的以上限为宜。本发明提供一种基于水旱轮作、耕作方式、品种选择、灌溉制度、施肥等为一体在一个轮作周期内进行系统农田非点源污染综合防控的设计方法。从农田生态系统的层面上，分别对旱田和水田进行非点源污染防控，具有兼顾生态治理和经济效益并重的优点；其次，该方法是在农业生产过程中，通过耕作方法、品种结构、灌溉制度、施肥方法等关键生产环节的技术改造，实现对农业非点源污染物的原位消解；第三，该方法是在实施过程无需对土壤、当地的灌溉制度、水权制度、生产方式进行大规模改造，也无需增加额外的资金技术投入，不会增加生产成本，仅需要从制度上进行改革；第四，该方法注重生产过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为主，并不会对农产品的品质有影响，所生产的产品仍然是安全和清洁的。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。2008年之2010年在宁夏黄河灵武灌区，针对黄河上游种植业非点源污染的特征进行了以水-旱-水、水-水-旱、水-旱-旱和旱-水-旱、旱-旱-旱、水-水-水为主轮作顺序的模式试验，结果从当地水-水-旱、水-水-水模式与当地的水权管理制度矛盾，难以推广，水-旱-旱和旱-旱-旱的经济效果由于稻米的价格与小麦价格的比较优势问题，尽管很省水、能够有效的建设灌区退水污染问题，但是难以在当地推广。综合下来， 水-旱-水、旱-水-旱间作模式能够在该区域推广。具体措施如下1、轮作顺序第一年如果是水田，则采用水-旱-水轮作顺序；第一年如果是旱田，则采用旱-水-旱的轮作顺序。水田为稻田，旱田为小麦/玉米，玉米以春玉米或者制种玉米为主，3年一个轮作周期。布局上以大区间隔为主。表1轮作周期表
权利要求
1.一种农田非点源污染物原位消解方法，其特征在于，轮作制度为采用三年一个轮作周期，轮作顺序为水田-旱田-水田或旱田-水田-旱田；耕作方法，水田耕作头年秋收后进行旱平田，或者免耕；来年要及时进行早春旱平地；种植作物品种方面，水田以当地适应性强的水稻品种为主，旱田以常规小麦、玉米粮食作物及各类蔬菜作物为主；灌溉制度中以适量化为原则，满足作物的生长需求为准；施肥方面在满足作物生长需要的前期下，尽量施用有机肥。
2.根据权利要求1所述的农田非点源污染物原位消解方法，其特征在于，水田为稻田， 旱田为小麦/玉米，玉米以春玉米或者制种玉米为主。
3.根据权利要求1所述的农田非点源污染物原位消解方法，其特征在于，稻田整平后进行一次深翻耕，耕深20cm以上，之后浅耕1-2次，筑好田埂；移栽前放水泡田2-3天，后浅水浪田，使田面高低差不超过3厘米；9月中旬水稻收割后，对土地进行旋耕，晾晒，准备冬小麦播种，10月上中旬进行播种；如果来年准备种植春小麦、春玉米，则冬季免耕、灌冬水、 进行土壤冻融，在来年春播前进行土壤耕作；在旱田茬口，6月下旬小麦收获割后采用免耕休闲或者种植生育期较短填闲作物，吸收土壤富裕的氮、磷和其他重金属等非点源污染物质。
4.根据权利要求1所述的农田非点源污染物原位消解方法，其特征在于，插秧品种主要有96D10、宁粳M号、宁粳27号、宁粳28号和宁粳35号；冬小麦以宁冬6号、宁冬10号、 宁冬11号为主，春小麦为宁春4号、宁春11号、宁春39号和永良15号。
5.根据权利要求1所述的农田非点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，田面保持薄水层返青活苗，但决不能晒苗，同时要注意遇低温，适当增加灌水深度；在返青后的各个生育阶段，灌水以土壤表象达到灌水指标时再灌水，每次灌水后自然落干；旱田根据作物生育期需水程度确定灌水时间和灌水定额。
6.根据权利要求1所述的农田非点源污染物原位消解方法，其特征在于，全生育期亩施肥总量在施用农家肥的基础上，纯氮12-14kg，五氧化二磷6jkg，氧化钾3-4kg，土壤肥力高或农家肥使用多的以下限为准，肥力低或农家肥使用少的以上限为宜。
全文摘要
本发明公开了一种基于种植制度的灌区农田非点源污染综合防控方法，轮作制度为采用三年一个轮作周期，轮作顺序为水田-旱田-水田或旱田-水田-旱田；耕作方法，水田耕作头年秋收后进行旱平田，或者免耕；来年要及时进行早春旱平地；种植作物品种方面，水田以当地适应性强的水稻品种为主，旱田以常规小麦、玉米粮食作物及各类蔬菜作物为主；灌溉制度中以适量化为原则，满足作物的生长需求为准；施肥方面在满足作物生长需要的前期下，尽量施用有机肥。原位降消解了农田非点源污染物，减少了农田退水量，从而减少了流入黄河的退水量，达到了原位消解的目的。
文档编号A01G1/00GK102160495SQ20101060158
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者任广鑫, 冯永忠, 曹艳春, 杨世琦, 杨引禄, 杨改河, 杨正礼, 谢晓军 申请人:西北农林科技大学