[发明专利]一种循环利用菜园地壤中流中氮和磷的沸石沟系统及其建造方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业面源污染治理技术领域，具体涉及菜园地壤中流中的氮和磷的循环利用生态工程及建造方法。

背景技术

农业面源污染是指农业生产活动中溶解的或固体的污染物，如农田中的土粒、氮素、磷素、农药、农村畜禽粪便与生活垃圾等有机或无机物质，从非特定的地域，在降水和径流冲刷下，通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下径流，使大量污染物进入受纳水体如河流、湖泊、水库、海湾等，引起其污染。农业面源污染具有分散性、隐蔽性、随机性、不确定性、不易监测性、空间异质性和治理的艰巨性等特点，因此是世界性环境问题。

农村养殖排污、坡旱地水土流失、高氮磷排灌水、菜园地氮磷流失是农业面源污染的主要来源，其中，菜园地氮磷流失导致的面源污染负荷处于第二位。菜园地是农村发展设施农业的基地。在发展菜篮子工程中，在大城市、小城市、小城镇周围，形成了大面积的菜园地。在菜园地上，一年种植很多次，复种指数高，化肥施用强度大，但作物对肥料的利用率低，通过地表径流、壤中流向周围环境释放的氮磷污染物量大，加剧了生态环境恶化的步伐。

长期以来，菜园地氮、磷流失的防治主要通过减量施肥技术、过程拦截技术、吸收利用技术和循环利用技术。减量施肥技术包括农田最佳养分管理技术、有机种植技术、平衡施肥技术、养分平衡记录单施肥管理技术、缓控释肥技术、微生物肥料技术、植物篱及绿肥种植技术等。农田最佳养分管理技术是根据不同蔬菜作物对施肥量、施肥时间、肥料品种、施肥方式的合理规定，减少施肥量，提高肥效，实现污染物的源头控制。有机农业模式是遵照一定的有机农业生产标准，在生产中不使用化学农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质，提升产品品质，减少肥料使用量的一种农业生产方式。平衡施肥技术是利用现代农业科技，依据作物需肥规律、土壤供肥特性与肥料效应，在施用有机肥的基础上，合理确定氮磷钾和中微量元素的适宜用量和比例的施肥方法。养分平衡记录单施肥管理技术是根据作物收获量，计算收获植物枝叶子粒等导致农田损失的养分量（因为这些植物器官氮磷钾含量基本恒定），确定需归还土壤的养分量，计算施肥量，使营养物质损失和施肥处于平衡状态，控制农田面源。缓控释肥技术是针对施用的化肥溶解速度快、肥料利用率低,营养物质损失量大导致面源污染问题，施用缓控释肥料，使肥料缓慢释放和控制释放，适应于作物吸收肥料的特点，达到控制施肥量的目的。微生物肥料技术是通过施用微生物肥，促进土壤中固定的氮、磷和钾释放，供作物吸收利用。微生物肥料是一种细菌肥料，通过细菌的活动发挥作用。微生物肥料能提供有益于养分释放和肥效的微生物菌群，对环境污染小；微生物肥料用量少，每亩通常使用500-1000克。

过程拦截技术是在菜园地边或容易产生地表径流的地段，种植植物篱、绿肥植物形成植物拦截带，使地表径流入渗率提高，减少氮磷通过地表径流流失。有的技术是在菜园地边或容易产生地表径流的地段覆盖植物秸杆，形成秸杆拦截带，使地表径流入渗率提高。也有的技术是在菜园地上开挖土沟，使菜园地上地表径流流入土沟，增加入渗透，防止地表径流向周围扩散。

吸收利用技术是在菜园地上种植氮、磷吸收量大的蔬菜品种，如南瓜、玉米、青菜、芹菜等，使土壤中的氮磷含量快速下降。通过不同蔬菜作物的间作、套作、混作，使土地利用率提高，大量吸收土壤中氮、磷元素，使浓度下降。甚至有的技术在菜园地上种植木本植物，通过收割木本植物的枝叶，萃取出土壤中过多的营养物质，如硝酸盐氮，减少未来种植蔬菜时进入蔬菜枝叶中的硝酸盐量。

循环利用技术是在蔬菜地上修建导流沟和水池，降雨发生径流时，导流沟将地表径流导入水池中，雨过后，水池中的径流作为菜园地浇灌用水，使菜园地通过地表径流流失的营养物质被利用。在导流沟和水池中，还可配置生物措施，使导流沟和水池中氮、磷得到部分吸收、拦截。