不同水肥条件下农业非点源田间产污强度.pdf

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1、第”卷第2期962011年2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，b1．27No．2Feb．2011不同水肥条件下农业非点源田间产污强度李强坤L2，胡亚伟1，孙娟1，李怀恩3(1．黄河水利科学研究院，郑州450003；2．水利部黄河泥沙重点实验室，郑州450003：3．西安理工大学水利水电学院，西安710048)摘要：为揭示灌水量和施肥量对田问产污强度的影响程度，基于已有的农业非点源污染田间产污模型和该项研究监测试验资料，计算分析了不同灌水量、施肥量和施肥方案下水稻田的田间产污强度。结果表明，灌水量与田间产污强度呈指数增长关系，施肥量

2、与田间产污强度呈正相关；其次，即使在施肥量相同的情况下，不同的施肥方案田间产污强度也有较大差别。综合对比其他相关研究成果以及中国现阶段农田灌溉、施肥现状，讨论分析了田间水肥过程对农业非点源污染的影响。最终研究提出，田间水肥过程对农业非点源污染产出具有较大影响，应将开展节水灌溉与科学施肥、合理调整田间水肥过程等作为当前减轻和缓解农业非点源污染的一项重要措施。关键词：污染，灌水，肥料，施肥方案，农业非点源污染doi：10．3969巧．issn．1002-6819．2011．02．015中图分类号：X592文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)-

3、02—0096—07李强坤，胡亚伟，孙娟，等．不同水肥条件下农业非点源田间产污强度EJ]．农业工程学报，2011，27(2)：96一102．LiQiangkun,HuYawei，SunJuan,eta1．Agriculturalnon-point80ur∞poHufionloadintensityofthepaddyfieldindifferentwaterandfertilizationconditions[J1．TransactionsoftheCSAE，201l，27(2)：96—102．(inChinesewinlEnglishabstract)0

4、引言近年来，随着水环境问题的突出以及点源污染治理水平的相对提高，非点源污染尤其是化肥、农药的大量使用而引起的农业非点源污染问题日益引起人们的关注和重视【l羽。农业非点源污染是指农业生产活动中，在灌溉水(降水)的动力作用下，各种污染物(营养物、农药、病菌等)通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏等，以低浓度、大范围的形式从土壤圈向水圈扩散的过程【4】。根据农业非点源污染的产移特点，可将其整个过程划分为田间产污的“源”环节和通过排水沟渠向外界水体输送的“汇’’环节。其中，“源”环节是农业非点源污染控制和管理的关键环节【5】。田间产污强度指在特定条件下(土壤特性、

5、作物种植、灌溉和施肥等)单位面积所产生的污染负荷。灌溉(降水)水分的冲洗和淋溶是氮磷等农业非点源污染物从田间析出的主要动力，可以说是农业非点源污染田间产污过程形成的充分条件，而田间富集的氮磷等营养物以及农业生产活动中施入的化肥等则加剧了这一过程对外界水体的影响程度【¨】。因此，田间水分以及施肥过程是决定农业非点源污染田间产污强度的两个主要因子。在田间农业非点源污染监测试验的基础上【9】，基于农业非点源污染田间产污模型[Ⅻ，本文计算了不同灌水量、收稿日期：2010-03．30修订日期：2010-09-06基金项目：国家自然科学基金资助项目(50879027)

6、；黄河水利科学研究院科研院所专项基金项目(HKY-JBYW-2009．13)；水利部黄河泥沙重点实验室开放基金项目(2009004)作者简介：李强坤(1968一)，男，河南灵宝人，高级工程师，博士，主要研究方向为生态水文与环境水文、农业水土环境等．郑州黄河水利科学研究院，450003。Email：liqiangk@126．coul施肥量以及不同施肥方案条件下的水稻田田间产污强度，分析了不同灌水量、施肥量及施肥方案对田间产污强度的影响，以进一步为农业非点源污染的田间控制和管理提供一定依据。1材料与方法1．1模型选用文献[10】中提出的灌溉排水条件下农业非点源

7、污染田间负荷模型，经研究区当地实测资料检验，具有较好的效果。因此选用该模型作为本项研究的评价模型。％(f)=I．‘Q(t)c(t)dt(1)式中，％(O为农田排水中的污染物负荷过程，rag／d：tl、如为估算起止时间，d；Q(f)为农田排水过程，d-1，可由DRAINMOD模型计算；c(0为农田排水中的污染物浓度过程，rag／L=依次由以下各式计算c鲫(f)=I。c妇(f—t’)，(f7)dr’(2)巾，=括唧I掣l㈤式中，G(f一，)为模拟时刻t之前f，时刻注入土壤中的一个污染物(营养物)脉冲浓度，mg／L，相当于每一次农田旌肥和紧随其后的灌溉(降雨)过

8、程的“合成”；G一力则是向土壤中注入Cm(t一删咏冲浓度时农田排水