三种类型农田排水沟渠氮磷拦截效果比较

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1、土壤(Soils)，2009，41(6)：902～906三种类型农田排水沟渠氮磷拦截效果比较①王岩，王建国，李伟，薄录吉，杨林章(中国科学院南京土壤研究所，南京210008)摘要：为了了解太湖地区不同类型农田排水沟渠对N、P拦截效果的影响，分别在野外构建了3种类型的农田排水沟渠，即生态沟渠、混凝土沟渠和土质沟渠。研究了不周进水N、P浓度、不周水力停留时间和不同进水流速条件下，3种类型沟渠的N、P拦截效果。结果表明：在水力停留时问分别为24h和48h静态试验以及在固定进水流速的动态试验中，沟渠对不同进水N、

2、P浓度的N、P去除率火d,Jl~序是：生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠，其中，生态沟渠明显优于其他沟渠。在固定进水浓度的条件下，沟渠在不同水力停留时间下的N、P去除率大小顺序为：生态沟渠、土质沟渠和混凝_【=沟渠，其中，生态沟渠明显好于其他沟渠。在高、低两种进水流速和固定进水浓度条件下，生态沟渠在低进水流速下的N、P去除率明显优于其他沟渠。在不同进水浓度条件下，生态沟渠最佳水力停留时间为48h。关键词：生态沟渠；进水浓度；水力停留时问中图分类号：X17在太湖地区，随着经济的快速发展，农田化肥农为了克服以上两

3、种沟渠的缺点，利用其各自的优点，药不合理使用的情况日益严重，大量流失的营养元素引入生态沟渠类型，并对3种类型的沟渠进行N、P随地表径流进入湖泊河流，引起极为严重的富营养化拦截效果比较研究，以验证生态沟渠在拦截农田排水现象【】。许多研究结果表明农业非点源污染，尤其是中N、P的优势，进而为太湖地区有效控制农田N、自农田的地表径流对水体的污染贡献最大I。而关于P非点源污染提供技术支撑。太湖流域平原河网地区农田N、P流失浓度规律的研1材料与方法：究则表明农沟、菜地、稻田的N流失量远超过其他土地利用类型【8】。可见

4、，农业非点源污染，尤其是来自1．1试验设计农田的N、P流失是导致太湖及周边河网水体富营养试验地设在江苏省宜兴市丁蜀镇渭渎村农田中化的重要原因。(31。l7．295N，l19。53．898E)，3种类型农田排水目前控制农田N、P非点源污染的措施主要由两沟渠是按照当地普遍存在的农田排水沟渠的尺寸设计方面入手：一是减少源头排放量，即减少化肥施用量；的，即沟渠横截面为梯形，上宽1m，下宽0．5m，二是减少污水入湖量和入湖浓度，即减少农田排水量深0．94m。其中生态沟渠的两壁和底部采用其上分布和排水浓度，而减少农田

5、排水量和排水中N、P浓度有许多长方形孔洞的混凝土板材硬质化，混凝土沟渠的主要途径之一就是充分利用和发挥现有农田排水沟的两壁和底部均采用混凝土板材硬质化，土质沟渠的渠的功能。目前太湖地区传统农田排水沟渠的类型主两壁和底部均为土质。3种类型沟渠长度均为30m。要有两种：土质沟渠和混凝土沟渠。前者存在的主要生态沟渠的沟底种植水芹，沟壁种植黑麦草、乌塌菜问题是容易产生水土流失和丛生杂草，两者都对受纳和青菜：混凝土沟渠和土质沟渠的沟壁和沟底均未人水体产生污染；后者存在的主要问题，一是沟渠中水为布置植物。流较快，难以

6、较完全的沉降排水中的泥沙；二是缺少3种类型沟渠均设两种试验类型：静态试验和动植物和微生物，不能吸收吸附和降解排水中的N、P。态试验。静态试验：配置不同N、P浓度的进水(N①基金项目：国家科技支撑计划项目(2006BAD17B03)、国家自然科学基金面上项目(40771119)、江苏省社会发展基金项目(BS2006093)、农业科技成果转化资金项目(2007GB24910479)和中国科学院知识创新工程领域前沿项目资助。·通讯作者(jgwang@issasaccn)作者简介：王岩(1984一)，女，河北石家

7、庄人，硕士研究生，主要从事面源污染治理技术研究。E-mail：wangy@issasaccn第6期王岩等：三种类型农田排水沟渠氮磷拦截效果比较903浓度：4．02～40．5mg／L；P浓度：0．11～1．24mg／L)，4理见参考文献[9】。分析仪器为荷兰Skalar公司天一周期，分别于停留时间为HRT=0、6、24、48、SA～4000型N、P流动分析仪；植株的主要分析项目72h时采集水样，每个浓度重复3次。动态试验：在为N、P含量，总N的测定采用开氏定氮法，总P的水体流动条件下，选择高低两个流速采集水

8、样，每种测定采用钼锑抗比色法测定【】。1。流速重复3次。沟渠进水N、P浓度仿照农田排水中文中提到的N、P去除率，为各条件下采集的水的N、P浓度范围进行配制。样浓度与初始进水浓度的比值。1．2样品采集与测定2结果与讨论静态试验的采样方法：在每条沟渠的前、中、后3处分别设置水样采样点，结果取平均值。2．1进水浓度对3种沟渠氮磷净化效果的影响动态试验的采样方法：在水体流动条件下，同时在静态试验中，当水力停留时间为24h和48在沟头和