CN210085090U

CN210085090U - 防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统

Info

Publication number: CN210085090U
Application number: CN201920786521.2U
Authority: CN
Inventors: 李洁; 张贵龙; 赖欣; 赵建宁; 杨殿林
Original assignee: Environmental Protection Research And Monitoring Institute Of Ministry Of Agriculture And Rural Areas
Current assignee: Environmental Protection Research And Monitoring Institute Of Ministry Of Agriculture And Rural Areas
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2029-05-29

Abstract

本实用新型公开了一种防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统，旨在解决大面积集约化作物生产区域内土壤氮磷养分流失以及氮磷面源污染物扩散的技术问题。生态拦截系统包括设置在待拦截田块排水侧且与排水水流方向相垂直的至少一条拦截沟、设置于所述拦截沟内的混合物料层、位于所述混合物料层之上的覆土层；所述混合物料层由农作物秸秆或/和废弃尾菜、腐熟剂组成；生态拦截方法包括以下步骤：挖设拦截沟；铺设废弃农作物秸秆或废弃尾菜，然后施撒腐熟剂形成混合物料层；在混合物料层覆土，整平，耙实形成覆土层，在覆土层上打孔至混合物料层以形成通气孔，浇水，即成。本实用新型能够防止水土流失、净化地表径流、消纳废弃农作物。

Description

防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统

技术领域

本实用新型涉及农田生态技术领域，具体涉及一种防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统。

背景技术

在蔬菜生产中，有些菜农为追求经济收益，施肥量会大大超出作物生长的需求量，而一旦进行大水灌溉或遭遇强降水后，土壤中所富集的氮磷养分以及生产区域内氮磷面源污染物就会随地表径流迁移到周围环境中，不仅造成耕地中营养成分的流失，也会造成周边水体环境污染加剧。在我国部分地区，肥料淋洗与径流造成了周围水体硝酸盐污染，其地表和地下径流水体硝酸盐含量已超过50 mg/L饮水国际标准，最高值甚至高达300 mg/L。

另一方面，在蔬菜种植区内，会产生大量的废弃的尾菜。根据统计资料、现场调查、历史文献查询等方法，估算出仅黄淮海地区的尾菜量总量就高达1400万吨，其中山东尾菜产量最多，约为416万吨；进一步根据尾菜量及养分情况，可估算出尾菜中总氮、总磷含量，黄淮海地区尾菜中所含总氮量约52万吨、总磷量约6万吨，而这些尾菜中的氮、磷资源利用率仅为1%-10%，造成巨大的资源浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统，以解决大面积集约化作物生产区域内土壤氮磷养分流失以及氮磷面源污染物扩散的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统，包括设置在待拦截田块排水侧且与排水水流方向相垂直的至少一条拦截沟、设置于所述拦截沟内的承载有常规腐熟剂的混合物料层、位于所述混合物料层之上的覆土层；所述混合物料层由农作物秸秆或废弃尾菜组成。

优选的，所述拦截沟为狭长型沟渠，其长度匹配于对应的待拦截田块的长度或宽度，上宽30-40 cm，底宽20-30 cm，深25-35 cm，所述混合物料层的厚度为20-25cm，所述覆土层的厚度为5-10cm（所覆土与地面齐平）。如果秸秆本身体积较大或秸秆本身含水量低、质量较轻，如辣椒、油菜、小麦、水稻秸秆等，铺设到距地表5-10cm，大概用量1kg/m；如果秸秆本身水分大，重量沉，如白菜、大葱、大蒜，经压块镇压填埋铺设到距地表5-10cm，大概用量2kg/m；秸秆等农业废弃物铺入后，距地面至少5-10cm，撒入腐熟剂后覆土齐平地面，压实，然后每隔3m向下打1-2个通气孔。

进一步的，在所述覆土层上设置一定数量的贯穿至混合物料层的通气孔，所述通气孔每隔3米设1-2个。

优选的，所述拦截沟距待拦截田块排水侧边缘2-3m处设置。

进一步的，还包括平行设置在所述拦截沟外侧的近农田边缘处的护坡植物带，或/和种植在所述覆土层上的护坡植物带。

进一步的，可将农作物秸秆或/和废弃尾菜压断；对于木质素较低蔬菜秸秆废弃物（如白菜、葱蒜、甘蓝尾菜），如所含水分过高（挤压出水），可通过秸秆压块机进行初步挤压、打断，留长度为10-15cm，所用腐熟剂可选用市售产品；对于木质素较高蔬菜秸秆废弃物（如辣椒、油菜秸秆），压断后长度为20-30cm，最好选用含芽孢杆菌、白腐菌、黄杆菌、酵母菌、链霉菌和纤维单胞菌等的市售腐熟剂；对于水稻、小麦秸秆，其秸秆水分较低，木质素低，纤维素较高，秸秆较细长，可直接铺入拦截沟中，不用压断；腐熟剂能消除尾菜残留农药、病虫等有害物带来的环境风险。

优选的，所述废弃农作物秸秆或/和废弃尾菜为浸水后的废弃农作物秸秆或/和废弃尾菜，含水量为50-60%。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：

1. 本实用新型能防止菜地或其它农田在大水灌溉或强降水后，土壤氮磷养分随地表径流迁移到周围环境中，具有防止水土流失、净化地表径流、对废弃农作物秸秆或尾菜消纳处理的功能。

2. 本实用新型具有建设简单、易维护、成本低以及治理效果好等优点。

3. 本实用新型的实施不影响正常的生产性耕作，也不影响田内作物生长。

附图说明

图1为本实用新型中一种生态拦截系统的立体示意图。

图2为本实用新型中一种生态拦截系统的A-A剖面示意图。

图3为本实用新型中一种生态拦截系统所拦截的农田示意图；

图中，1为通气孔，2为覆土层，3为混合物料层，4为排水侧，5为待拦截田块，6为拦截沟，7为护坡植物带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

在以下实施例中所涉及的原料，如无特别说明，均为市售常规原料。

实施例1：一种防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统，布设在安徽省颍上县王岗镇农业面源污染防治淮北示范区，种植露地蔬菜主要为甘蓝、白菜，参见图1-3，包括设置在待拦截田块5排水侧4且与排水水流方向相垂直的一条拦截沟6、设置于拦截沟6内的混合物料层3、位于混合物料层3之上的覆土层2，还包括平行设置在拦截沟6外侧的近农田边缘处的护坡植物带7。

拦截沟为狭长型沟渠，其长度匹配于对应的待拦截田块5的长度，上宽40 cm，底宽30 cm，深30 cm；拦截沟距待拦截田块排水侧边缘2m处设置。

混合物料层3由甘蓝、白菜根茎等尾菜废弃物和腐熟剂组成，厚25cm。甘蓝、白菜根茎等尾菜废弃物通过秸秆压块机进行初步挤压、用铡刀切成段，留长度为10-15cm，在尾菜废弃物填入拦截沟后，调节含水量至50%，腐熟剂用量500 g/100m，所用的腐熟剂为在市场上购买的复合芽孢杆菌（含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和测芽孢杆菌等），菌剂的作用：消纳降低填埋尾菜中可能的农药、病菌及虫卵等有害物质对下茬作物带来的影响。覆土层2厚5cm，覆土层2上用打孔机每隔3米打2个贯穿至混合物料层3的通气孔1。本实用新型对地表和地下径流起到很好的拦截作用。

实施例2：与实施例1的不同之处在于：本实例农田生态拦截系统布设在山东省济宁市金乡县鸡黍镇农业面源污染防治山东示范区，种植露地蔬菜主要为辣椒。混合物料层3由辣椒秸秆和腐熟剂组成，辣椒秸秆压断后长度为20-30cm，所用的腐熟剂为中国科学院大学试验室提供的混合菌剂，其含芽孢杆菌、白腐菌、黄杆菌、酵母菌、链霉菌和纤维单胞菌等，田间沟施0.5 kg/季/100m，200倍稀释，在秸秆填入后灌入沟中，主要作用为加快腐解，同时消除尾菜残留农药、病虫等有害物带来的影响。最终含水量控制在50%，覆土后，用打孔机每隔3m打1个通气孔。

验证试验1：试验地点：江苏望亭（油菜-水稻轮作）；试验时间：2014.5-2014.10；

所用的腐熟剂为在市场上购买的秸秆腐熟剂（主要成分为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白腐菌和酵母菌），主要作用为加快腐解，同时控制有害物。油菜秸秆压断后长20-30cm，填入拦截沟，腐熟剂按用量0.5 kg/100m，稀释200倍后撒入，最终含水量控制在50%，覆土后，用打孔机每隔3m打1个通气孔。

试验结果：如表1所示，其中CK进水和CK出水为对照处理，仅设有拦截沟，进水水体取自待拦截田块排水口的水，出水水体取自月末拦截沟内积水。可以看出，在降水集中月份，在水稻种植前，使用上茬油菜秸秆设置单拦截和双拦截系统的地段，其出水处水体硝态氮含量降低至0.27-0.32 mg/L和0.27-0.56 mg/L。与对照相比，水体硝态氮平均降幅分别为59.93%和44.78%。

表1 不同处理水体硝态氮变化动态（mg/L）

。

验证试验2：试验地点：山东章丘（小麦-大葱套作）；试验时间：2017.9-2018.5；

小麦秸秆铺入拦截沟，铺设厚度为25cm ，6个月后，在返青水灌溉完成后，进行不同深度土壤速效氮测定，判断氮素向下运移情况，评估结果如表2所示。可以看出，秸秆拦截沟埋处理表层速效氮含量显著高于对照组，说明其对氮素有显著的截留作用。所用的腐熟剂为市场购买的秸秆腐熟剂（包括酵母菌、草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、测芽孢杆菌、醋酸杆菌、白腐菌、木霉素等），500g/袋。秸秆直接铺入拦截沟中，含水量调至50%，撒入秸秆腐熟剂0.5kg/100m，覆土后，用打孔机每隔3m打1个通气孔。

表 2 不同处理土壤速效氮运移情况（mg/kg）

。

本实用新型设置时间在6-7月降水集中期之前或作物施肥灌溉之前1周左右，设置在待拦截田块5排水侧4且与排水水流方向相垂直，农田在大水灌溉或强降水后，本实用新型能从迁移途经上对农田面源污染进行田块内部过程阻控，结合秸秆沟埋技术实施生态拦截，既可有效拦截径流水氮磷养分，也可有效消纳部分尾菜秸秆。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1.一种防止面源污染物扩散的农田生态拦截系统，其特征在于，包括设置在待拦截田块的排水侧且与排水水流方向相垂直的至少一条拦截沟、设置于所述拦截沟内的附着有对应的腐熟剂的混合物料层、位于所述混合物料层之上的覆土层；所述混合物料层以农作物秸秆、废弃尾菜或秸秆-尾菜为载体物料。

2.根据权利要求1所述的生态拦截系统，其特征在于，所述拦截沟为狭长型沟渠，其长度匹配于对应的待拦截田块的长度或宽度，上宽30-40 cm，底宽20-30 cm，深25-35 cm，所述混合物料层的厚度为20-25cm，所述覆土层的厚度为5-10cm。

3.根据权利要求1所述的生态拦截系统，其特征在于，在所述覆土层上设置一定数量的向下贯穿至混合物料层的通气孔，所述通气孔每隔3米设1-2个。

4.根据权利要求1所述的生态拦截系统，其特征在于，所述拦截沟距待拦截田块排水侧边缘2-3m处设置。

5.根据权利要求1所述的生态拦截系统，其特征在于，还包括平行设置在所述拦截沟外侧的近农田边缘处的护坡植物带，或/和种植在所述覆土层上的护坡植物带。

6.根据权利要求1所述的生态拦截系统，其特征在于，所述混合物料层含水量为50-60%。