稻田氮磷损失源头控制与生态阻断系统的构建

摘要

本试验针对上海地区由于郊区稻田中氮、磷元素大量流失而导致的农业面源污染问题的加剧，通过在上海郊区构建监测稻田氮磷流失的标准化监测田并且在稻田周围构建生态阻断系统，进而通过试验探讨利用不同施肥处理方式和生态沟渠截留污染物这两种控制方式来减少稻田中氮磷元素的大量流失，减轻农田周围水体水质恶化，减少稻田氨挥发损失，降低稻田周围环境受到污染的风险。主要研究结果如下：
　　（1）不同施肥处理下的水稻田面水中的氮、磷元素浓度的变化波动与稻田施肥量以及施肥处理的肥料类型均密切相关。试验结果表明，常规处理（CT）最易造成稻田的氮元素大量随水流失。不同施肥处理中，常规处理的氮总流失负荷（径流流失、渗漏流失）均为同期最高，可以达到为37.33kg/hm2。相对于常规处理，优化处理（MT）处理可以减少19.31%的氮元素总流失负荷，而有机肥处理（OT）能减少32.15%的氮元素总流失负荷。有机肥处理（OT）最容易造成稻田的磷大量随水流失。不同施肥处理中，有机肥处理的磷总流失负荷（径流流失、渗漏流失）均为同期最高，可以达到为5.45kg/hm2。相对于有机肥处理，常规处理（CT）可以减少16.51%的磷元素总流失负荷，而优化处理（MT）能减少31.92%的磷元素总流失负荷。
　　（2）稻田氨挥发试验结果表明，不同施肥处理也是影响稻田氨挥发的关键因素，试验结果表明，稻田氨挥发损失与稻田施肥种类关系密切，常规处理的氨挥发损失量比优化处理和有机肥处理各高出19.35%（p<0.05）和16.29%（p<0.05），也与田面水测得的铵态氮平均浓度呈正相关，说明以大量化肥为主的常规施肥处理，会产生较大的稻田氨挥发损失。优化施肥处理和有机肥处理的氨挥发总损失量相差不大，但在不同水稻生育期的氨挥发损失上具有明显差异。在基肥时期，有机肥处理（OT）的氨挥发损失量比优化施肥处理（MT）要高出101%。优化处理（MT）在氨挥发总量上显著小于常规处理（CT），在特定的水稻生育期，也不会出现像有机肥处理（OT）的大量氨挥发损失。
　　（3）为探究不同类型沟渠对稻田径流水中氮磷的拦截效果及其机理,分别针对三种类型的稻田排水沟渠（生态拦截沟渠、简易土质排水沟渠、混凝土板型沟渠）进行试验。结果表明，生态拦截沟渠对农田径流水中的氮磷元素可以起到明显的拦截作用，沟渠中总氮和总磷的降低幅度分别达到54.18%和58.21%，净化效果明显高于简易土质排水沟渠（31.91%，38.46%）和混凝土板型沟渠（11.03%，15.38%）。研究结果表明，生态拦截沟渠可以对水体中氮磷元素等污染物具有良好的拦截效果，可以净化并降低稻田周围环境受到的水体污染。

目录

声明

第一章：绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究目的与意义

1.4研究内容与技术路线

第二章：材料与方法

2.1试验地点概况

2.2试验材料

2.3试验设计及管理

2.4样品采集与测定

2.5数据分析统计

第三章：不同施肥处理的稻田氮磷流失特征

3.1不同施肥处理的稻田田面水氮磷浓度变化

3.2不同施肥处理的稻田径流水氮磷流失特征

3.3不同施肥处理的稻田渗漏水氮磷流失特征

3.4不同施肥处理的氮磷流失总量分析

3.5本章小结

第四章：不同施肥处理对稻田氨挥发影响的研究

4.1不同施肥处理的稻田氨挥发损失速率

4.2田间气温对稻田氨挥发速率的影响

4.3不同施肥处理的稻田氨挥发累积损失量

4.4本章小结

第五章：不同类型沟渠对稻田排水氮磷流失的拦截效果

5.1生态拦截沟渠对稻田排水氮磷流失的拦截效果

5.2简易土质排水沟渠对稻田排水氮磷流失的拦截效果

5.3混凝土板型沟渠对稻田排水氮磷流失的拦截效果

5.4不同类型沟渠系统对稻田排水中氮磷去除率与截留量分析

5.5本章小结

第六章：结论与展望

6.1结论

6.2创新点

6.3展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文