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滇池北岸韭菜地面源污染控制技术研究

作　者: 张瑞杰
导　师: 林国林；胡正义
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 农业面源污染农田废弃物氮素水生植物流池韭菜地
分类号: X524
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

滇池流域农业面源污染是导致滇池水体富营养化的重要原因之一。加强滇池流域面源污染的研究和治理对控制滇池水体的富营养化具有重要意义。蔬菜种植因其复种指数高、施肥量大而成为面源污染较为严重的一种土地利用方式。本研究于2006年8月至2008年4月期间选择昆明市滇池北岸官渡区六甲乡蔬菜生产区——韭黄生产基地为研究对象,通过田间调查、培养试验和田间试验相结合的方式研究了滇池北岸韭菜地农田面源污染的主要来源和一套适于该区特点的农田面源污染治理措施。研究结果表明:1.化学肥料的施用及土壤养分的流失是导致农田面源污染的一个重要因素。减少氮肥的施用量可以减轻农田面源污染,本试验中减施20%的氮肥,在一个施肥周期内,可以减少土壤氨挥发34.2%～36.9%;土壤淋溶水、侧渗水、径流水总氮浓度分别下降了37.0%、22.2%和28.9%。本区土壤呈碱性,硫磺在施入土壤3个月后,土壤pH明显降低,从而有效地减少了土壤氨挥发损失。施肥后36天内氨挥发总量,施硫处理比对应未施硫处理减少了59.6%～65.5%。施硫处理的韭黄产量比未施硫处理增加12%～15%。DCD（双氰胺）的施用可以有效抑制氮的硝化作用,增加土壤铵态氮含量,减少氮的淋溶和侧渗损失。同时DCD的施用显著增加了韭黄产量8.7%～12.4%,减少韭黄硝酸盐含量24.8%左右。因此,氮肥减施并与硫磺或DCD配施可以减少化肥养分向环境的流失、增加韭黄产量、降低韭黄硝酸盐含量。2.废弃韭菜在田间垄沟水中原位腐解是滇池北岸韭黄生产过程中废弃物处置普遍方式。废弃物的这种处置方式是形成该区农田面源污染的一个重要因素。60份垄间水样分析表明,有废弃韭菜腐解的垄间沟渠水体TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP、COD浓度分别是无韭菜腐解的垄间沟渠水的15.5、4.4、24.1、5.5、8.3倍,表明韭菜腐解导致垄沟水质严重恶化。室内培养试验表明,随着培养时间延长,水中TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP、H₂PO₄^2--P、COD浓度逐渐增加,第12天水中TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N浓度达最大,然后逐渐下降;而磷(TP、H₂PO₄^2--P)和COD浓度达到最大时间分别是6和15d;韭菜腐解导致水pH明显下降。水体铵浓度过高导致垄间水体净化植物满江红、青萍中毒,12d后满江红全部死亡,青萍也有中毒迹象,到第15天死亡率也达60%。因此,韭黄生产过程中废弃韭菜田间垄沟原位腐解不仅导致水质恶化,也会影响垄沟自净植物生长,进而影响水自净力。3.青萍和满江红可以用于农田面源污水的治理,是良好的污水净化植物,它们在各种营养水平(TN:6.91～50.87 mg·L^-1;TP:0.63～6.11 mg·L^-1)的污水中长势良好,具有较好的耐污能力。二者对垄沟水TN的相对净化率分别可达28.0%～46.8%和37.5%～57.7%,对磷的相对净化率分别高达48.7%～83.6%和60.8%～89.4%。而且它们还可以直接做为绿肥还田使用,提高养分的循环再利用。综上所述,减少农业有机废弃物腐解和适度减少氮肥的施用可以从源头控制面源污染;通过施用硫磺和双氰胺来控制土壤氨挥发和氮的淋溶、侧渗损失,从而减少氮素向环境的流失,这些措施可以在栽培过程中控制面源污染,达到过程控制目的;同时,在垄沟中放养青萍或满江红等水生净化植物来吸收滞留和净化垄沟水中的氮磷养分,青萍和满江红也可还田做为绿肥,实现末端控制目标。以上措施可以达到治理和控制滇池流域韭菜地面源污染之目的。该技术简便易行,具有实用推广价值。

全文目录

摘要  10-12
Abstract  12-14
第一章前言  14-24
  1.1 引言  14
  1.2 国内外研究现状  14-21
    1.2.1 农业面源污染的研究  14-15
    1.2.2 农田氮素流失的研究  15-18
    1.2.3 浮萍和满江红在污水治理中的应用研究  18-21
  1.3 本研究概况  21-24
    1.3.1 研究目的、意义  21
    1.3.2 研究区域背景  21-23
    1.3.3 研究思路  23-24
第二章氮肥施用量及硫磺、双氰胺的施用对土壤氮素流失的影响  24-36
  2.1 材料与方法  25-27
    2.1.1 试验设计  25
    2.1.2 试验装置  25-26
    2.1.3 研究方法  26-27
    2.1.4 测定方法  27
  2.2 结果与分析  27-34
    2.2.1 硫磺、双氰胺施用对土壤pH和SO_4~(2-)-S的影响  27-28
    2.2.2 硫磺、双氰胺施用对土壤氨挥发的影响  28-29
    2.2.3 硫磺、双氰胺施用对表层土壤NH_4~+-N和NO_3~--N的影响  29-30
    2.2.4 硫磺、双氰胺施用对径流水、淋溶水和侧渗水水质的影响  30-33
    2.2.5 硫磺、双氰胺施用对韭黄产量和硝酸盐含量的影响  33-34
  2.3 讨论  34-35
  2.4 小结  35-36
第三章废弃韭菜垄沟中腐解特征及其水环境效应  36-45
  3.1 材料与方法  36-38
    3.1.1 废弃韭菜垄沟原位腐解对垄沟水环境影响田间调查研究  36
    3.1.2 废弃韭菜腐解特征及其对水环境影响研究(培养试验)  36-37
    3.1.3 分析方法  37-38
  3.2 结果与分析  38-43
    3.2.1 废弃韭菜垄沟原位腐解对垄沟水环境影响(田间调查)  38
    3.2.2 废弃韭菜垄沟原位腐解特征及其对水环境质量的影响(培养试验)  38-42
    3.2.3 废弃韭菜垄沟原位腐解—植物生长—水质之间相互影响  42-43
  3.3 讨论  43-44
    3.3.1 韭菜腐解氮磷释放特征差异  43
    3.3.2 韭菜腐解的环境效应  43-44
  3.4 小结  44-45
第四章青萍、满江红滞留垄沟水氮磷养分效果研究  45-56
  4.1 材料与方法  45-47
    4.1.1 培养试验  45-47
    4.1.2 田间试验  47
  4.2 结果与分析  47-55
    4.2.1 青萍和满江红对不同氮营养水平污水中氮的滞留净化效果  47-51
    4.2.2 青萍和满江红对不同磷营养水平污水中磷的滞留净化效果  51-53
    4.2.3 青萍和满江红在不同氮营养水平污水中的生物量变化  53
    4.2.4 青萍和满江红在不同磷营养水平污水中的生物量变化  53-54
    4.2.5 青萍和满江红对韭菜田垄沟水氮磷养分滞留效果  54-55
  4.3 小结  55-56
第五章结论  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
攻读学位期间发表的学术论文  61

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