CN103270832A - 一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,属农业环境保护技术领域;首先选用具备主埂、支埂和毛埂的农田,以3种田埂为界,将农田围成面积300m2以上的封闭区域,封闭区域长60m以上,宽50m以上,每个区域设有一个进水口和一个出水口,然后,对主埂进行铺设,铺设完毕后,在三月中旬主埂上开始移栽乔木,四月初开始主埂上和支埂上种植灌木,四月中旬开始在主埂、在支埂上和在毛埂上种植草本经济植物,四月底进行大春季农作物栽种,在九月底进行小春季农作物栽种,田埂的草本经济植物与农作物同步实施轮作。本发明利用生物田埂对氮磷的截留作用,改善区域生态环境,抵御水土流失,保障农田环境安全,同时,提高资源利用率,增加农田生物多样性,降低生产成本,降低氮素对环境的污染,节省成本及劳动投入。

Description

一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法
技术领域
本发明涉及一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,属农业环境保护技术领域。
背景技术
田埂是农田环境的重要组成部分,在田埂上生长着多种植物,既是宝贵的生物资源,又是田园风光中不可缺少的景观要素。田埂植物起到保土固埂的作用。然而,随着现代农业的发展,田埂植物被人们所忽视,农民使用大量灭生性除草剂去消灭它们,农田大量使用化学肥料,长此以往,将导致田埂植物生物多样性单调,环境污染问题将更加突出。田埂被视为非生产地而闲置。这不仅使大量的土地资源得不到充分合理利用,而且裸露的田埂极不耐侵蚀,在降雨冲刷和冻融风蚀的作用下,经常发生坍塌,在当前人口不断增加,农田日益减少的情况下,如何开发利用这部分土地资源,又保障农田环境安全,是急待解决的问题。
长期以来,由于人们对田埂的利用认识不足,习惯扩大田地面积,挖窄埂地,铲除田埂斜坡植被,导致了扩大田地面积,梯田埂变窄,漏水严重、水土流失加剧、生产成本增加,收益下降的恶性循环。
氮、磷是重要的生命元素,也是促进农业持续发展的根本要素。然而,氮磷肥料的过量投入,带来令人担忧的环境问题。农业面源污染是最主要的面源污染,由农田径流流失和侧渗流失的氮磷化肥量在农业面源污染负荷中占有非常重要的地位,目前,国内外关于农田径流的氮磷控制方法较多,而对其侧渗的控制方法则很少。
鉴于上述问题,如何利用田埂抵御水土流失,尤其是控制农田氮磷流失成了一个重要问题。
发明内容
针对上述问题,本发明提出一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,利用生物田埂对氮磷的截留作用,改善区域生态环境,抵御水土流失,保障农田环境安全,同时,提高资源利用率,增加农田生物多样性,降低生产成本,降低氮素对环境的污染,节省成本及劳动投入。
为解决技术问题采用的技术方案:一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,首先选用具备主埂、支埂和毛埂的农田,以3种田埂为界,将农田围成面积300m2以上的封闭区域,封闭区域长60m以上,宽50m以上,每个区域设有一个进水口和一个出水口,然后,对主埂进行铺设,铺设完毕后,在三月中旬主埂上开始移栽乔木,四月初开始主埂上和支埂上种植灌木,四月中旬开始在主埂、在支埂上和在毛埂上种植草本经济植物,四月底进行大春季农作物栽种,在九月底进行小春季农作物栽种,田埂的草本经济植物与农作物同步实施轮作。
所述的主埂宽度为2-3m,为田园大区块间的分界线,主埂两侧路肩为土路肩,位于行道外缘至路基边缘,路肩的宽度大于30cm;支埂宽度为80-100cm,为田间输水通道的护埂,支埂的两侧路肩和支埂中心路面各占支埂宽度的1/3,在支埂两侧的路肩之间设有自然杂草生长区;毛埂宽度为40-60cm,毛埂为农田水肥防漏屏障,是不同农户地块的分界线和农田操作时的临时人行通道,支埂与农田相连,由土壤组成,毛埂不划分路面和路肩,整个毛埂作为草本植物的生长区,毛埂的两侧均与农田直接接触;主埂连接支埂,支埂连接毛埂;并通过主埂、支埂和毛埂将农田划分为不同区域;主埂路肩条带上的生物配置采用乔木-灌木-草本复合生态构建模式,乔木栽种间距为5m,两棵乔木之间依次种植草本植物和灌木,草本与灌木的条带长均为2.5m;支埂两侧路肩条带上的生物配置如下:顺着路肩条带方向,依次为灌木、草本经济作物带、草本氮磷富集植物和草本观赏植物;草本经济作物带、草本氮磷富集植物和草本观赏植物种植条带长度均为2m,3个草本植物带的两端各用1株灌木隔离,两株灌木之间的距离为6m;在毛埂条带上生物配置依次为:草本经济作物带、草本氮磷富集植物带,每类植物条带的长度为2m,宽度为整个毛埂的宽度。
所述的主埂路面采用泥结碎石路面工艺铺设,以粗碎石做主骨料形成嵌锁作用以粘土作填缝结合料,经过路面整平、摊铺碎石、预碾碎石、铺土、带土碾压、最终碾压,使主埂路面厚度为8-12cm,路面材料土的含量30%-35%,路面塑性指数为20,石料压碎值小于35。
所述的路面整平、摊铺碎石、预碾碎石、铺土、带土碾压、最终碾压均为筑路的普通工艺。
所述的主埂、支埂和毛埂的生物配置根据水旱轮作农田和雨养旱作农田两类来进行配置,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;氮磷富集植物、观赏景观植物选用多年生植物种类。
所述的主埂路肩条带上的乔木选用属于豆科的合欢(Albizia julibrissinDurazz)、墨西哥柏(Cupressus lusitanica)、车桑子中的一种或者一种以上;灌木选择印度木豆(Cajanus Cajan(L.)Mjllspaugh),灌木柳(Salixsaposhnikovii A.Skv.)中的一种或者一种以上;草本选择对磷有富集作用的多年生黑麦草(Lolium perenne L.)。
所述的支埂两侧路肩条带上的灌木选择印度木豆(Cajanus Cajan(L.)Mjllspaugh)、灌木柳(Salix saposhnikovii A.Skv.)中的一种或者一种以上,草本经济作物在大春季种植选择大豆(Glycine max),小春季种植选择豌豆(Pisum sativum Linn)、蚕豆(Vicia faba Linn),或者直接一次性种植多年生鱼腥草;草本氮磷富集作物选择多年生黑麦草(Lolium perenne L.)或水蓼(Polygonum hydropiper.),草本观赏植物选择田埂报春(Primulamalacoides)或万寿菊(Marigold)。
所述的毛埂条带上草本经济作物大春季选择大豆、小春季选择蚕豆(Viciafaba Linn)或豌豆(Pisum sativum Linn);在水旱轮作区选用多年生水芹菜(Oenanthe javanica(Blume),草本氮磷富集植物选择黑麦草(Loliumperenne L.)或水蓼(Polygonum hydropiper.)。
所述的田埂乔木的栽种方式:幼苗移栽,在幼苗移栽前,在主埂路肩位置开挖30cm深,20cm直径的坑,挖出的土壤集中放在坑边备用,在坑底施用农家肥1kg,氮磷钾比例为15-15-15的复合肥0.2kg,复合肥集中施在坑的一侧,施肥完毕后,将树苗放入坑中,让树苗根系能够在坑内自由伸展,保持树苗垂直,将土壤回填,用工具或者脚踩的方式压实土壤,然后浇足定根水,移栽后进行日常管理。
所述的田埂灌木的栽种方式:采用种子直播或者扦插的方式进行,印度木豆采用种子直播,灌木柳采用扦插的方式。
所述的田埂草本的栽种方式:采用种子直播,直播时先在土面开5cm左右深的播种沟,然后将种子播入沟内,然后覆土,适量灌水。
本发明的有益效果是:本发明方法通过农田生物田埂的构建,能够降低农田沟渠出水口总氮浓度10.2%,降低总磷浓度15.3%;通过栽种的田埂植物,地上部的生物量比原始田埂生物量增加106%,每年生物田埂能够多带走56%的纯氮、43%纯磷,大大降低了农田氮磷污染的风险;同时,本发明由于田埂植物的生长,植物根系的固土作用明显,阻挡了农田水的外排,与原有田埂相比,减少外排水11.4%,大大减少了农田水的跑冒滴漏,从而也就明显减少了随水流走的氮磷污染物。
本发明提高了土地的利用率,将8%闲置的农田田埂充分利用起来,本发明能够带来农田额外的经济效益,每亩农田将多获得收益74元/年,本发明增加了农田的生物多样性,维持了农田的生态平衡,明显减少农作物的病虫害发生;本发明还改善了农田的景观效果,为区域性的田园风光建设提供了有效的降解方案,改善了人居环境。
本发明改善了土壤环境,减少了对环境的污染,改善了农田生态环境,有利于农田的生态保护和发展可持续农业,对引领农业产业向低碳、可持续健康发展具有重要作用,本发明方法易操作、效益高、具有广阔的应用前景。
附图说明:
图1农田生物田埂结构及分类图;
图2生物田埂主埂构建工艺透视示意图;
图3生物田埂支埂构建工艺透视示意图;
图4生物田埂毛埂构建工艺透视示意图;
具体实施方式
以下结合具体实施方式,对本发明作进一步的详细描述,以方便技术人员理解。
如图1~4所示,一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,首先选用具备主埂、支埂和毛埂的农田,以3种田埂为界,将农田围成面积300m2以上的封闭区域,封闭区域长60m以上,宽50m以上,每个区域设有一个进水口和一个出水口,然后,对主埂进行铺设,铺设完毕后,在三月中旬主埂上开始移栽乔木,四月初开始主埂上和支埂上种植灌木,四月中旬开始在主埂、在支埂上和在毛埂上种植草本经济植物,四月底进行大春季农作物栽种,在九月底进行小春季农作物栽种,田埂的草本经济植物与农作物同步实施轮作。
所述的主埂宽度为2-3m,主埂主要是指农田之间相对较宽,可以通行小型农用车辆的田埂,其既是田园大区块间的分界线又是田间人车共用的通道;主埂两侧路肩为土路肩,位于行道外缘至路基边缘,路肩的宽度大于30cm;支埂相对较窄,可供人通行但不能供车辆通行的田埂,其既是田块间的人行通道又可能是田间输水通道的护埂,支埂宽度为80-100cm,为田间输水通道的护埂,支埂的两侧路肩和支埂中心路面各占支埂宽度的1/3,在支埂两侧的路肩之间设有自然杂草生长区;毛埂是不同农户地块的分界线,毛埂宽度为40-60cm,毛埂为农田水肥防漏屏障,是不同农户地块的分界线和农田操作时的临时人行通道,支埂与农田相连,由土壤组成,毛埂不划分路面和路肩,整个毛埂作为草本植物的生长区,毛埂的两侧均与农田直接接触;主埂连接支埂,支埂连接毛埂;并通过主埂、支埂和毛埂将农田划分为不同区域。
主埂路肩条带上的生物配置采用乔木-灌木-草本复合生态构建模式,乔木栽种间距为5m,两棵乔木之间依次种植草本植物和灌木,草本与灌木的条带长均为2.5m;支埂两侧路肩条带上的生物配置如下:顺着路肩条带方向,依次为灌木、草本经济作物带、草本氮磷富集植物和草本观赏植物;草本经济作物带、草本氮磷富集植物和草本观赏植物种植条带长度均为2m,3个草本植物带的两端各用1株灌木隔离,两株灌木之间的距离为6m;在毛埂条带上生物配置依次为:草本经济作物带、草本氮磷富集植物带,每类植物条带的长度为3m,宽度为整个毛埂的宽度。
所述的主埂路面采用泥结碎石路面工艺铺设,以粗碎石做主骨料形成嵌锁作用以粘土作填缝结合料,经过路面整平、摊铺碎石、预碾碎石、铺土、带土碾压、最终碾压,使主埂路面厚度为8-12cm,路面材料土的含量30%-35%,路面塑性指数为20,石料压碎值小于35,使路面具有一定的强度和稳定性,路面有较高的含土量,确保主埂路面适宜少量的自然杂草生长,增加路面的生物多样性。
所述的路面整平、摊铺碎石、预碾碎石、铺土、带土碾压、最终碾压均为筑路的普通工艺。
因为植物的耐旱、耐涝性不同,所述的主埂、支埂和毛埂的生物配置根据水旱轮作农田和雨养旱作农田两类来进行配置,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,保证经济植物带的周年产出,同时也将氮磷的污染物通过生物提带出农田,由于经济植物生育期短,季节适应性弱,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,确保植物的正常生长。
氮磷富集植物、观赏景观植物选用多年生植物种类,一次播种可以持续生长10年以上,减少这些植物的管护成本。但要考虑这些植物的过度生长,造成与农田作物形成水肥的竞争,需要人为的部分割除,适当抑制其长势,通过人为调控达到物种间生态平衡。
鉴于上述原因,所述的主埂路肩条带上的乔木选用属于豆科的合欢(Albizia julibrissin Durazz)、墨西哥柏(Cupressus lusitanica)、车桑子中的一种或者一种以上;灌木选择印度木豆(Cajanus Cajan(L.)Mjllspaugh),灌木柳(Salix saposhnikovii A.Skv.)中的一种或者一种以上;草本选择对磷有富集作用的多年生黑麦草(Lolium perenne L.);这些物种生态友好,对环境适应性强,为优选物种。也可以针对不同的区域,结合实际情况更换适宜的物种。
所述的支埂两侧路肩条带上的灌木选择印度木豆(Cajanus Cajan(L.)Mjllspaugh)、灌木柳(Salix saposhnikovii A.Skv.)中的一种或者一种以上,草本经济作物在大春季种植选择大豆(Glycine max),小春季种植选择豌豆(Pisum sativum Linn)、蚕豆(Vicia faba Linn),或者直接一次性种植多年生鱼腥草;草本氮磷富集作物选择多年生黑麦草(Lolium perenne L.)或水蓼(Polygonum hydropiper.),草本观赏植物选择田埂报春(Primulamalacoides)或万寿菊(Marigold)。
所述的毛埂条带上草本经济作物大春季选择大豆、小春季选择蚕豆(Viciafaba Linn)或豌豆(Pisum sativum Linn),在水旱轮作区选用多年生水芹菜(Oenanthe javanica(Blume),草本氮磷富集植物选择黑麦草(Loliumperenne L.)或水蓼(Polygonum hydropiper.),毛埂不种植景观植物,避免与农田农作物竞争养分和水分。
所述的田埂乔木的栽种方式:幼苗移栽,在幼苗移栽前,在主埂路肩位置开挖30cm深,20cm直径的坑,挖出的土壤集中放在坑边备用,在坑底施用农家肥1kg,氮磷钾比例为15-15-15的复合肥0.2kg,复合肥集中施在坑的一侧,避免与树苗根系直接接触而造成烧苗,为避免氮磷的污染问题,除乔木为保证成活率需要施肥之外,所有植物栽种不施任何肥料,施肥完毕后,将树苗放入坑中,让树苗根系能够在坑内自由伸展,保持树苗垂直,将土壤回填,用工具或者脚踩的方式压实土壤,然后浇足定根水,移栽后进行日常管理。
所述的田埂灌木的栽种方式:采用种子直播或者扦插的方式进行,印度木豆采用种子直播,灌木柳采用扦插的方式,在栽种初期注意灌溉和除草等工作,保证成活率。木豆在成熟期需要人工采收其种子作为动物饲料利用。
所述的田埂草本的栽种方式:采用种子直播,直播时先在土面开5cm左右深的播种沟,然后将种子播入沟内,然后覆土,适量灌水。在出苗及幼苗期注意去除杂草,待草本植物覆盖地表后就可任其自然生长了。草本植物中大豆和豌豆生育期短,两种植物采取轮作的方式循环种植,成熟后人工收割,种子形成产品可销售。草本植物中黑麦草也是优良的牧草,每隔3月左右进行人工收割作为动物饲料。
实施例
以某市农田为例:选择具备主埂、支埂和毛埂的农田,以这3种田埂为界,将农田围成面积300m2大小的2个封闭区域,封闭区域长60m,宽50m,每个区域具有一个进水口,以便灌溉水流入农田,具有一个出水口,以便监测农田的排水情况和污染物排放情况。其中一个区域不作任何人为改造,保持原始田埂作为对照处理;另一个区域按照本发明所述的生物田埂构建方法对田埂进行改造为生物田埂,研究其实施效果。
生物田埂的构建过程,本实施例的主埂宽度为2m,支埂宽度为80cm,毛埂宽度为40cm。埂体为土壤构成,自然生长着田间杂草。农作物种植制度是水稻-蔬菜轮作,蔬菜选择白菜作为实施品种。2个区域的农业耕作栽培、灌溉、施肥及其它管理措施完全一致,唯一不同的是其中一块农田构建了生物田埂。
2011年2月底对主埂进行泥结碎石路面工艺铺设,15天后铺设完毕,3月中旬开始移栽乔木墨西哥柏,四月初开始种植灌木,在主埂上种植印度木豆,在支埂上种植灌木柳,4月中旬开始种植草本植物,在主埂种植了黑麦草(Lolium perenne L.)、田埂报春(Primula forbessi Franch)和万寿菊(Marigold),在支埂上种植了大豆、黑麦草和田埂报春,在毛埂上种植了大豆和水蓼(Polygonum hydropiper.),4月30日进行水稻移栽。在9月底大豆收获后轮作了豌豆,其它植物继续生长,农作物轮作为白菜。
具体实施效果的监测:
采用农田沟渠出水口总氮、总磷的监测方法,在两个区域的排水口分别在施用底肥和追肥后,采集农田外排水,测定水样的总氮和总磷浓度,测定方法采用紫外分光光度法;用径流桶测定两个区域的外排水量,在水稻成熟收获时,采集田埂植物地上部分,称重测定其生物量,同时将其烘干测定田埂植物的全氮含量,全氮含量的测定采用凯氏定氮法,将大豆和木豆果实收获并测定产量。
实施效果分析:采集生物田埂与原始田埂农田排水氮磷污染物浓度进行对比,对比如表1所示:
表1:生物田埂与原始田埂农田排水氮磷污染物浓度对比
Figure BDA00003335613600091
通过原始田埂与生物田埂的对比分析可以看出,在农田施入底肥后、第一次追肥和第二次追肥3个时期,生物田埂的农田排水总氮、总磷浓度均明显低于原始田埂,总氮浓度降低了10.2%,总磷浓度降低了15.3%。说明生物田埂有明显的减少氮磷污染物外排的效果。
采集生物田埂与原始田埂农田产流量进行对比,对比如表2所示:数据表明,生物田埂显著降低了农田排水量,生物田埂3次平均产流量比原始田埂降低了11.4%。
表2:生物田埂与原始田埂农田产流量对比
Figure BDA00003335613600101
采集生物田埂与原始田埂植物生物量进行对比,对比如表3所示:结果表明生物田埂明显增加了田埂植物的生物量,增加量为原始田埂的2倍,这说明生物田埂上有更多的植物生长,促进了植物对氮磷污染物的吸收消纳。
表3生物田埂植物生物量
Figure BDA00003335613600102
Figure BDA00003335613600111
采集生物田埂与原始田埂植物携带氮磷量进行对比,对比如表4所示:生物田埂通过植物体带走的纯氮量比原始田埂高56%,纯磷高43%。说明田埂生物本身有较强的吸收农田氮磷的作用,从而减少氮磷的流失引起的面源污染。
表4生物田埂与原始田埂植物携带氮磷量对比
Figure BDA00003335613600112
采集生物田埂与原始田埂植物产值进行对比,对比如表5所示:生物田埂不仅可以控制农田氮磷面源污染,而且可以带来额外的经济收益,生物田埂可以新增加产值74元/年.亩。
表5生物田埂与原始田埂产值对比
综合以上表格数据分析:本发明显著降低了农田排水氮磷污染物浓度,减少了农田外排水,田埂植物生物量增减了一倍多,田埂植物携带走大量农田氮磷,明显减少农田氮磷的流失,还能带来额外的经济效益,产生了预料不到的技术效果,改善了农田生态环境,本发明生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法有利于农田生态的保护和发展可持续农业,对引领环境友好型农业、可持续农业发展具有重要作用。
田埂是一种可充分利用土地、生态互利、省工节本、增产增收的栽培模式,增加植被覆盖度,改善了区域生态环境。田埂能降低雨滴对地埂的直接侵蚀,植物根系的固土作用,增强了地埂土体的稳定性。同时,由于田埂调节了农田小气候,相应扩大了农作物播种面积,提高了土地生产率,增加了粮食产量,提高了环境人口容量。由于田埂坎大部分是原来田面表土填筑而成,土壤肥力较高,加上通风透光等边际效应优势,田埂生物产量很高,生物田埂上有茂密草被保护,基本不受雨滴击溅和冲刷,下有盘根错节的根系固持土壤,能明显减少土壤侵蚀,生物田埂变非生产地为生产用地,是充分发掘土地资源,扩大资源利用率的有效措施,田埂相当农用地的10%以上,则土地利用率提高了10%,生物田埂不仅提高了土地利用率,还改变了小气候环境。减少了立体蒸发并能调节田埂附近局部温度,利于作物生长。
由于田埂这种特殊的生态环境,不与粮争地,通风透光性好,省工、省肥,生物田埂具有一般土地资源的属性。由于它位于田边,与农田相比土壤性状特殊,面积相对狭小,易被忽视,但我国山地丘陵广布,梯田数量多,埂地资源丰富。因此,开展对田埂综合利用具有重要意义。田埂作为农业生态系统的有机组成部分,使埂、田、沟、塘密切联系起来,形成良性循环结构。水陆资源相互作用的生产体系,循环性复杂而多样,优越性较多,做到了治、用、养结合,长远与眼前利益相结合,局部与整体利益相结合,还美化了农村景观。它符合生态农业建设要求,纵横交错的田埂是值得开发利用的土地资源。
田埂是不可忽视的耕地资源,田埂若被利用起来,可变成“黄金地带”。在田埂上栽种农作物,水早无忧。作物栽在田埂上采光面大,通气透光好,边际效应明显,产量高。田埂能充分利用自然资源,提高总体效益,通风透光好,有利于提高总体经济效益和社会效益,降低生产成本,能抗旱,田埂土层深厚,加之有田间水源浸润,增强了作物的抗旱能力。同时,田埂高于田面,田埂不会遭受水涝。此外,田埂种植还有操作管理方便等优点。
本发明方法通过农田生物田埂的构建,能够降低农田沟渠出水口总氮浓度10.2%,降低总磷浓度15.3%;通过栽种的田埂植物,地上部的生物量比原始田埂生物量增加106%,每年生物田埂能够多带走56%的纯氮、43%纯磷,大大降低了农田氮磷污染的风险;同时,本发明由于田埂植物的生长,植物根系的固土作用明显,阻挡了农田水的外排,与原有田埂相比,减少外排水11.4%,大大减少了农田水的跑冒滴漏,从而也就明显减少了随水流走的氮磷污染物。
本发明提高了土地的利用率,将8%闲置的农田田埂充分利用起来,本发明能够带来农田额外的经济效益,每亩农田将多获得收益74元/年,本发明增加了农田的生物多样性,维持了农田的生态平衡,明显减少农作物的病虫害发生;本发明还改善了农田的景观效果,为区域性的田园风光建设提供了有效的降解方案,改善了人居环境。
本发明改善了土壤环境,减少了对环境的污染,改善了农田生态环境,有利于农田的生态保护和发展可持续农业,对引领农业产业向低碳、可持续健康发展具有重要作用,本发明方法易操作、效益高、具有广阔的应用前景。
本发明通过附图和实施例进行说明的内容,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明专利进行各种变换及等同代替,因此,本发明专利不局限于所公开的具体实施过程,而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。

Claims (10)

1.一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:首先选用具备主埂、支埂和毛埂的农田,以3种田埂为界,将农田围成面积300m2以上的封闭区域,封闭区域长60m以上,宽50m以上,每个区域设有一个进水口和一个出水口,然后,对主埂进行铺设,铺设完毕后,在三月中旬主埂上开始移栽乔木,四月初开始主埂上和支埂上种植灌木,四月中旬开始在主埂、在支埂上和在毛埂上种植草本经济植物,四月底进行大春季农作物栽种,在九月底进行小春季农作物栽种,田埂的草本经济植物与农作物同步实施轮作。
2.根据权利要求1所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:所述的主埂宽度为2-3m,为田园大区块间的分界线,主埂两侧路肩为土路肩,位于行道外缘至路基边缘,路肩的宽度大于30cm;支埂宽度为80-100cm,为田间输水通道的护埂,支埂的两侧路肩和支埂中心路面各占支埂宽度的1/3,在支埂两侧的路肩之间设有自然杂草生长区;毛埂宽度为40-60cm,毛埂为农田水肥防漏屏障,是不同农户地块的分界线和农田操作时的临时人行通道,支埂与农田相连,由土壤组成,毛埂不划分路面和路肩,整个毛埂作为草本植物的生长区,毛埂的两侧均与农田直接接触;主埂连接支埂,支埂连接毛埂;并通过主埂、支埂和毛埂将农田划分为不同区域;主埂路肩条带上的生物配置采用乔木-灌木-草本复合生态构建模式,乔木栽种间距为5m,两棵乔木之间依次种植草本植物和灌木,草本与灌木的条带长均为2.5m;支埂两侧路肩条带上的生物配置如下:顺着路肩条带方向,依次为灌木、草本经济作物带、草本氮磷富集植物和草本观赏植物;草本经济作物带、草本氮磷富集植物和草本观赏植物种植条带长度均为2m,3个草本植物带的两端各用1株灌木隔离,两株灌木之间的距离为6m;在毛埂条带上生物配置依次为:草本经济作物带、草本氮磷富集植物带,每类植物条带的长度为2m,宽度为整个毛埂的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:所述的主埂路面采用泥结碎石路面工艺铺设,以粗碎石做主骨料形成嵌锁作用以粘土作填缝结合料,经过路面整平、摊铺碎石、预碾碎石、铺土、带土碾压、最终碾压,使主埂路面厚度为8-12cm,路面材料土的含量30%-35%,路面塑性指数为20,石料压碎值小于35。
4.根据权利要求2所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:主埂、支埂和毛埂的生物配置根据水旱轮作农田和雨养旱作农田两类来进行配置,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;氮磷富集植物、观赏景观植物选用多年生植物种类。
5.根据权利要求4所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:主埂路肩条带上的乔木选用属于豆科的合欢、墨西哥柏、车桑子中的一种或者一种以上;灌木选择印度木豆、灌木柳中的一种或者一种以上;草本选择对磷有富集作用的多年生黑麦草。
6.根据权利要求4所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:支埂两侧路肩条带上的灌木选择印度木豆或者灌木柳中的一种或者一种以上,草本经济作物在大春季种植选择大豆和豌豆,在小春季种植蚕豆、蚕豆或者直接一次性种植多年生鱼腥草;草本氮磷富集作物选择多年生黑麦草或水蓼,草本观赏植物选择田埂报春或万寿菊。
7.根据权利要求4所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:所述的毛埂条带上草本经济作物大春季选择大豆、小春季选择蚕豆或豌豆;在水旱轮作区选用多年生水芹菜,草本氮磷富集植物选择黑麦草或水蓼。
8.根据权利要求5所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:田埂乔木的栽种方式:幼苗移栽,在幼苗移栽前,在主埂路肩位置开挖30cm深,20cm直径的坑,挖出的土壤集中放在坑边备用,在坑底施用农家肥1kg,氮磷钾比例为15-15-15的复合肥0.2kg,复合肥集中施在坑的一侧,施肥完毕后,将树苗放入坑中,让树苗根系能够在坑内自由伸展,保持树苗垂直,将土壤回填,用工具或者脚踩的方式压实土壤,然后浇足定根水,移栽后进行日常管理。
9.根据权利要求6所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:田埂灌木的栽种方式:采用种子直播或者扦插的方式进行,印度木豆采用种子直播,灌木柳采用扦插的方式。
10.根据权利要求6所述的一种利用生物田埂控制农田氮磷面源污染的方法,其特征在于:田埂草本的栽种方式:采用种子直播,直播时先在土面开5cm左右深的播种沟,然后将种子播入沟内,然后覆土,适量灌水。
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