丘陵区稻田氮磷面源污染生态治理技术试验研究

针对丘陵区稻田排放的氮磷面源污染,在田间试验基础上,系统地分析了不同水生经济作物(茭白、莲藕、荸荠)、不同湿地配置比例(1∶5、1∶10、1∶20)对其的净化效果。综合2年的试验结果,针对丘陵区稻田氮磷面源污染,研究提出了适宜的生态治理技术模式,即构建1∶20配置比例的茭白湿地系统。     

基于SWAT模型的布尔哈通河流域面源污染的变化研究

[目的]揭示土地利用变化下面源污染时空变化特征,探究流域景观格局与面源污染的关系.[方法]以布尔哈通河流域为研究对象,利用SWAT分布式水文模型模拟1986-2016年4期土地利用变化下面源污染分布特征,运用Fragstats4.2软件计算了1986年和2016年布尔哈通河各子流域的景观格局指数,最后使用CANOCO5...     

淹灌稻田的暗管排水中氮素流失的试验研究

为研究淹水稻田在排水条件下的氮肥流失规律,在上海青浦农田水利试验站进行了田间试验。试验资料分析表明,在淹水层中施肥后氮素浓度衰减呈指数消退。在稻,麦连作田块,水稻生长期内,氮的挥发损失较大,而通过暗管排水流失的氮素占全部损失量比例较小。     

排水条件下稻田中氮素运移转化规律的试验研究

该文对室内外不同排水条件下淹水稻田土壤中氮素运移、转化规律进行了试验研究，对氮素在土壤和地下水中的运移动态及分布过程进行了初步探讨，可为拟定合理的水肥管理措施提供依据。     

水稻灌区农业面源污染物迁移转化规律模拟研究

模拟水稻灌区中非自然水文过程及其驱动下的面源污染物迁移转化过程对了解水稻灌区面源污染形成机理以及污染控制具有重要的意义。将水稻灌区水文过程分为陆面水文过程和排水沟道水文过程,采用均衡法模拟陆面水文过程中稻田深层渗漏水量以及氨氮(NH4~+)、硝氮(NO_3~-)和磷酸根(PO_4~(3-))的渗漏通量,在此基础上,基于非稳定饱和渗流方程计算稻田深层渗漏过程所形成的侧向排水过程,作为排水沟道水文过程的输入项,基于动力波方程和一阶动力学方程描述了水稻灌区排水网络下的面源污染物运移和转化过程,提出了水稻灌区农业面源污染物迁移转化模型。根据前郭灌区2008—2009年的监测数据对模型渗流过程、主要面源污染物迁移转化过程参数进行率定,采用2010年的监测资料对模拟结果进行了验证。结果表明,基于所提出的方法模拟了稻田和排水沟道2个水文过程中NH4~+,NO_3~-和PO_4~(3-)的质量浓度峰值过程的差异,实现了水稻灌区陆面水文和排水沟水文过程的耦合。稻田水层中模拟NH4~+,NO_3~-和PO_4~(3-)的Nash-Sutcliffe系数分别为0.772、0.758和0.709,相对均方根误差(RMSE)分别为0.042、0.050和0.071,排水系统中模拟NH4~+、NO_3~-和PO_4~(3-)污染物的Nash-Sutcliffe系数分别为0.645、0.704和0.854,相对均方根误差(r RMSE)分别为0.072、0.060和0.031。所提出的方法可有效地模拟稻田渗流过程和排水过程中的面源污染物迁移转化过程。     

排水条件下稻田中氮素运移转化规律的试验研究

该文对室内外不同排水条件下淹水稻田土壤中氮素运移、转化规律进行了试验研究，对氮素在土壤和地下水中的运移动态及分布过程进行了初步探讨，可为拟定合理的水肥管理措施提供依据。     

不同排水模式下农田污染物消纳规律研究

为探讨不同排水模式下农田污染物消纳规律,以宿迁市宿城区运南生态灌区为研究对象,进行实地选点、采样及测定污染物含量,研究了不同排水系统（系统一：沟闸调蓄系统,系统二：田沟直排系统,系统三：有闸无农沟系统）对污染物的消纳效果。结果表明：对比三种沟道系统对污染物的消纳效果发现,系统一消纳污染效果最好;在灌溉季节,7、8月份农田排水沟道系统消纳污染物的效果最好;在非灌溉季节,由于系统三斗沟的节制闸门长期关闭,沟内积水浑浊,大量藻类、浮萍等覆盖水面,导致5、11月份斗沟中的COD浓度最高;系统二的沟道系统虽然完善,但是无节制闸门,干沟至支沟的高差较大,水流流速快,农田排水在沟道中停留时间短,不利于充分发挥沟道系统截污功能。因此,就农田排水系统发挥消纳污染物的功能而言,应在支沟、干沟和农沟末端布置节制闸或者溢流坝,或减小沟道坡度来减缓水速使得沟道消纳污染物的时间延长。     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

宁夏农业面源污染研究浅析

农业生态环境面源污染控制与保护已成为区域农业和社会协调发展的重大问题。对宁夏农业面源污染进行定点监测,全面掌握宁夏区农业面源污染的现状,定量评估和预测农业面源污染强度和潜在威胁,确定面源污染产生的敏感区域,掌握造成面源污染的主要因素和发展趋势,为宁夏乃至国家制定防治对策措施及相关的政策具有十分重要的意义。     

浅谈农业面源污染的控制技术

农业面源污染对生态环境危害大,而源头控制,过程阻断,末端治理等控制技术的研究及应用对农业面源污染的控制效果显著。     

水稻灌区水质净化效果试验研究

稻田排水中携带的大量氮、磷元素造成水稻灌区严重的农业面源污染。提出运用稻田节水灌溉-田间排水草沟-塘堰湿地-生态骨干排水沟“四道防线”系统净化稻田排水水质,在湖北漳河灌区进行了对此系统的净化效果试验。试验结果表明,“四道防线”模式下的各子系统不仅在单独环节具有消减污染物效果,而且每道防线子系统协同运行,综合系统对改善水...     

不同灌排模式稻田排水中氮磷流失规律

为了研究不同灌排模式稻田排水中氯磷流失规律,以集成合理的节水灌溉与控制排水技术,在江苏高邮开展田间试验.试验区排水斗沟出口处设水位调控闸门,在水稻不同生育阶段对排水沟水位及田间水分进行控制,形成新型的控制灌排模式.与常规灌排模式进行对比,两年田间试验成果表明,控制灌排模式较常规灌排模式节水16.7%,增产7.1%,排水总量减少54%,水稻全生育期稻田排水中NH4+;-N、NO3-N与TP流失总量分别减少38.07%、82.29%和52.15%,节水减排和降污效果显著.采用控制灌排模式,通过实施灌水调控和排水管理.控制了氮磷流失关键时期的排水量.高效利用了水分和养分,取得了节水高产、减排控污的效果.     

不同尺度稻田氮磷排放规律试验

为研究不同尺度稻田氮磷负荷排放规律及其原因,在湖北省漳河灌区选取封闭性较好且逐级嵌套的6个尺度,于2009年5－9月水稻生育期监测各尺度试区进出口水量,并采集排水水样进行氮磷浓度化验。结果表明,稻田氮磷排放负荷随着尺度的增大而降低,即存在尺度效应。总氮、铵态氮、硝态氮、总磷、颗粒态磷、可溶磷的排放负荷从田间尺度到小流域尺度分别下降80.5%、73.4%、39.7%、73.8%、75.0%、50.0%。氮磷排放负荷产生尺度效应的原因是：塘堰、沟渠对氮磷的去除和排水的重复利用。因此,对于农田氮磷排放对下游水体污染的评价应考虑其尺度效应。     

施肥量和降雨对水稻田氮流失影响的试验研究

过量且不合理的施肥作业方式,往往导致了氮肥的大量流失,引起水体富营养化等现象,造成了农业水环境的严重污染,是农业非点源污染的重要原因之一。为了能够及时监测氮肥流失的程度和原因,减少农业非点源污染,对稻田水中氨态氮和硝态氮离子浓度的快速测定具有重要意义。本研究使用德国WTW公司的氨氮硝氮在线检测传感器,采用实地取样的方式,对稻田水体环境中氨氮和硝氮离子浓度的变化规律进行了试验研究,探索了不同天气条件下,农田水中氮的流失情况。结果表明,降雨对氮的流失程度有很大的影响,降雨造成的氮流失是农田非点源污染的重要因素,同时施肥量越高,氮的流失情况也越严重。控制农田氮流失必须从施肥方式、耕种方式和灌溉方式等方面进行改善。本研究对于如何减少农业非点源污染,探索合理的氮肥施用方式以及在农田作业中实施最佳管理措施提供了有益参考。     

南方稻田灌排系统生态整治效应分析

【目的】探明稻田水肥调控和灌排系统生态整治效应。【方法】于2014年在江西省赣抚平原灌区选取典型村庄—礼坊自然村,进行了稻田水肥高效利用综合调控技术应用,并对排水沟塘进行了生态改造,分别对早、晚稻灌水、排水和产量以及生态沟塘进出水进行分析。【结果】水稻田间水肥高效利用综合调控技术较当地农民习惯水肥管理模式节水、减排、增产和灌溉水生产率分别提高10.58%、20.34%、6.52%和18.59%,总氮和总磷减排率分别达12.37%和14.98%;排水斗、支沟经生态改造后对总氮和总磷的综合去除率达25.42%和34.22%;生态塘对总氮和总磷的去除率达25.19%和30.42%;示范区生态改造一次性投资需1.15万元/hm^2,年运行管理费需0.18万元/hm^2,年产经济效益达0.55万元/hm^2。【结论】水稻田间水肥高效利用综合调控技术和生态沟、塘均有较好的氮、磷去除效果,并且建设运行经费投入少,建议当地加强技术的宣传示范推广,建立可持续运行的经费投入渠道。     

不同氮肥对不同种植方式稻田径流氮流失与氨挥发的影响

【目的】减少稻田氮径流流失和氨挥发。【方法】设置当地常规施肥(FFP)、缓控肥与尿素配施(CRF)、海藻多糖氮肥替代(HTN)及不施氮对照(CK)共4个氮肥管理措施,观察不同种植方式(机插稻、直播稻)下稻田径流水中氮的流失量及氨挥发特征。【结果】直播稻稻田径流氮素损失以铵态氮(NH4⁺-N)为主,播种前排水导致的氮素径流流失占总氮径流损失量的52%左右;不同氮肥方案下径流氮总流失量呈现为FFP处理>HTN处理>CRF处理,机插稻、直播稻全生育期氨挥发损失量、损失率和氨挥发强度也有同样趋势;与FFP处理相比,CRF处理和HTN处理的机插稻全生育期氨挥发损失率分别降低了12.5%和4.3%,氨挥发强度分别降低了43.1%和17.8%,直播稻氨挥发损失率分别降低了23.2%和12.2%,氨挥发强度分别降低了53.3%和26.8%;与FFP相比,在CRF、HTN处理下机插稻分别增产9.31%和4.70%,直播稻分别增产9.25%和4.91%。【结论】在水稻全生育期内,直播稻的氨挥发通量、损失率和氨挥发强度均大于机插稻,在施肥总量控制和磷、钾肥施用相同的情况下,选择适当种类的氮肥进行基肥、分蘖肥合理配施,既能减少氮素田间损失、提高氮素利用率,还可以增加水稻产量。     

农田地表径流氮素流失特性分析

为了了解不同的灌溉条件下水旱农田地表径流氮素流失特性,开展水旱作物节水与传统灌溉条件下农田地表径流氮素流失试验研究。结果表明,不同作物类型对氮素流失影响显著,旱地铵态氮质量浓度低于水田,而硝态氮则高于水田;灌溉方式对氮素流失有一定的影响,但并不显著。虽然节水灌溉农田地表径流氮素质量浓度较高,但由于排水总量大大减少,所以...     

水田控制排水技术的环境效益初探

稻田排水是南方地区氮磷损失和面源污染的主要途径。农田氮磷通过降雨击溅侵蚀、排水沟坡面和沟底冲刷进入地表径流。控制排水可减少地面排水量和排水中氮磷浓度,尤其是降低径流中氮磷浓度,从而减少稻田氮磷损失。土壤颗粒沉淀、硝化、反硝化反应以及作物吸收是排水中氮磷浓度降低的主要原因。通过控制涝水在稻田和排水沟中的滞留时间,增加排水沟口溢流堰高度,降低径流水力坡度和抉沙能力是控制排水的主要手段。最后提出了稻田控制排水需要进一步研究的问题。     

叶片调节式水田侧深施肥装置设计与试验

为提高水田深施肥的施肥质量,设计了一种叶片调节式水田侧深施肥装置。应用水田侧深施肥肥量调节装置计算机优化软件V1.0优化求解施肥量调节机构结构参数,通过施肥量调节机构受力分析,确定步进电动机的输出扭矩应大于680 N·mm。建立叶片调节式侧深施肥装置仿真模型,应用离散元EDEM软件进行排肥虚拟试验,分析螺旋钢丝和毛刷在工作时受到肥料颗粒的作用力,从而确定肥箱直流电动机和防堵装置直流电动机的输出扭矩应分别大于5 345 N·mm和8 N·mm。通过JPS-12型排种性能检测试验台对槽轮式和叶片调节式水田侧深施肥装置进行施肥性能研究,获得了槽轮式水田侧深施肥装置的槽轮转速和前进速度对施肥稳定性和均匀性影响规律,以及叶片调节式水田侧深施肥装置的开口直径和前进速度对施肥稳定性和均匀性影响规律。对比试验结果表明:叶片调节式水田侧深施肥装置施肥稳定性和施肥均匀性指标满足国家标准要求,在施肥质量上优于槽轮式水田侧深施肥装置,施肥能力满足农艺要求。