一种降低冻融区稻田面源污染的调控方法技术

本发明专利技术涉及一种降低冻融区稻田面源污染的调控方法，属于稻田面源污染防控技术领域。在季节性冻融水稻生产区域，于春季冻融交替期采用肥料调控替代结合顶凌秸秆还田和深翻浅旋作业，泡田前修建田埂增加扩容，水稻插秧后在田埂上和排灌沟渠两侧种植单行或双行豆科作物，灌溉时进行水位控制减少稻田排水，并结合稻田尾水进行混合循环灌溉，施肥时避开降雨且避免排水，水稻收获后秸秆留茬覆盖还田，通过多项技术构建了稻田面源污染防控技术体系。本发明专利技术与现有技术相比，减少了化学肥料的投入，提高了农业废弃物的利用率，改善了土壤理化性状，提升了田间库容，增加了土地资源和水资源利用率，减少了稻田氮磷流失量，实现冻融区稻田面源污染的有效防控。

【技术实现步骤摘要】
一种降低冻融区稻田面源污染的调控方法
本专利技术属于稻田面源污染防控
，涉及一种降低冻融区稻田面源污染的调控方法。
技术介绍
我国面源污染问题日趋得到改善，但稻田面源污染仍然严峻，存在秸秆还田利用率低、肥料施用不合理、田间种植结构单一、稻田排水现象普遍等现象，大部分氮磷通过径流、淋溶、侧渗等途径进入地表水或地下水，造成农业面源污染；尤其是我国北方春季普遍存在冻融交替期现象，土壤耕层(0～20cm)白天融化，夜晚再度冻结，土壤下层(20cm以下)尚未解冻，特别容易破坏土壤的物理结构，形成了地表裂痕并增加了土壤的可溶性氮和可溶性磷浓度，加之春季冻融交替产生的冻融水容易造成氮磷地表径流和地下淋溶流失。目前，公开发表防控农业面源污染的专利成果较多。如CN104355410B公开了一种控制稻田面源污染的生态拦截阻断系统，主要针对沟渠的侧壁和沟渠底部铺设孔砖并种植绿化植物进行生态沟渠建设，稻田末端的稻田湿地和生态沟渠形成生态拦截阻断系统，达到稻田污染少排的目的。CN202610035U公开了氮磷拦截治理农业污染的生态沟渠，通过生态沟渠、竹制浮床等来处理农业污染源。CN103410118B公开了一种降低稻田面源污染侧渗的生态田埂，通过竹竿、草帘、砾石、生物炭等修建的田埂，减少氮磷的侧渗。CN105417867B公开了一种水稻田面源污染控制与氮磷回收利用系统和方法，通过集水单元、格栅、缓冲、吸附、控制、湿地、蓄水、回灌等单元降低水体氮磷物质。CN106233857B公开了一种稻田面源污染减排及水稻增产方法，通过应用生物炭，形成土壤-生物炭缓冲层，降低稻田面源污染风险。上述技术方案大多是单一的防控或是减排技术，不是整个生产过程的稻田面源污染防控，有的涉及工程较大、投入成本较多、土地利用率低，而涉及特殊气候生产区域、氮磷源头调控、生产过程管理以及综合防控农业面源污染的应用较少。为此，本专利技术立足于特殊的冻融区农业生产、投入品源头调控、过程拦截和循环再利用进行研究，构建了一种降低冻融区稻田面源污染的新方法，为冻融区农业生产综合防控农业面源污染提供技术途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供降低冻融区稻田面源污染的方法，提高土地利用资源、节约自然资源和投入品资源，同时解决我国北方冻融区稻田面源污染问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一种降低冻融区稻田面源污染的调控方法，春季冻融交替期采用肥料调控替代结合顶凌秸秆还田和深翻浅旋作业，泡田前修建田埂增加扩容，水稻插秧后在田埂上和排灌沟渠两侧种植单行或双行豆科作物，灌溉时进行水位控制减少稻田排水，并结合稻田尾水进行混合循环灌溉，施肥时避开降雨且避免排水，水稻收获后秸秆留茬覆盖还田。优选的，所述肥料调控替代是指在当地常规化学施肥量的基础上减少化学肥料投入量的10％～40％；当地常规化学施肥量为：氮肥N：150～270kg/hm2、磷肥P5O2:45～90kg/hm2、钾肥K2O:45～90kg/hm2，施肥方式是指结合秸秆深翻还田时将化学肥料一次性深施。优选的，所述肥料调控替代是指作物秸秆、有机肥料和长效型肥料替代部分无机肥料；或者，作物秸秆和长效型肥料替代部分无机肥料；具体替代比例如下：在作物全量秸秆还田条件下，作物秸秆替代无机氮肥10％～20％、无机磷肥10％～15％、无机钾肥20％～30％；在施用有机肥料1500～3000kg/hm2条件下，有机肥料替代无机氮、磷、钾肥各20％～40％；在施用长效型肥料条件下，长效型肥料替代全部无机氮肥，并可下调10％～20％氮肥施用量。优选的，所述顶凌秸秆还田和深翻浅旋作业是指在冻融生产区，于春季冻融交替期融化层在15～20cm时，在水稻秸秆留茬覆盖基础上撒施全部肥料，然后用铧式旋转犁将地表全部秸秆翻压至15～20cm入土，形成入土层，再用旋耕机进行浅旋至地表以下10～15cm整地，形成整地层；在入土层和整地层的间形成新的犁底层，厚度是5～10cm。优选的，所述泡田前修建田埂增加扩容，是在原有田埂的基础上进行加宽10～15cm和加高20～30cm，使田间蓄水扩容至2000～3000m3/hm2，保证降雨时期减少稻田水径流流失。优选的，所述水稻插秧后在田埂上和排灌沟渠两侧种植单行或双行低矮作物，行距为30～50cm、株距为40～50cm。可以增加生物多样性，抑制杂草，减少农药施用量。优选的，所述灌溉时进行水位控制减少稻田排水，是指在水稻本田期，田间灌水管理采用少灌勤灌的方法，严格控制田面水水位3～5cm，泡田期严禁泡田水外排，并在分蘖末期至拔节始期、蜡熟末期至完全成熟期，实行干湿交替管理，并严禁稻田水外排。优选的，所述干湿交替管理，是指在分蘖末期不再灌溉，自然落干6～7天，至拔节始期再开始灌溉；在蜡熟末期不再灌溉，自然落干，直至完全成熟期收获。优选的，所述结合稻田尾水进行混合循环灌溉，是指在灌溉时，抽取稻田排水沟渠的尾水和灌溉的河水或井水进行混灌，混灌总体为10份，其中尾水为1～2份：河水或井水为8～9份。优选的，所述水稻收获后进行秸秆留茬覆盖还田，是指在水稻收获时，采用秸秆留茬20～40cm，其余部分进行秸秆粉碎小于10cm覆盖还田，用于减少太阳辐射降低土壤冻融交替频次，减少氮磷流失。本专利技术的有益效果在于：本专利技术能够显著减少化肥投入量和充分利用农业废弃物，达到降低生产成本、减少秸秆焚烧、降低氮磷流失的目的；顶凌秸秆还田改善了土壤的结构，减少了氮磷淋溶和径流流失；修建田埂增加扩容可提升水稻田间蓄水量，降低水土流失风险；水稻豆科间作种植可提高土地资源利用率，抑制田间杂草，减少农药投入；水位控制可节约灌溉用水，减少田间排水；混合循环灌溉可提高水资源利用率；秸秆留茬覆盖还田可降低土壤冻融交替频次。具体实施方式通过下面实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：本例在辽宁省盘山县坝墙子镇烟李村(试验始于2017年)，处于辽河三角洲地区，属于温带半湿润季风气候区，多年平均降水量650mm左右，多集中在7-8月份，无霜期170d左右，具有完备的灌排沟渠。供试土壤为盐碱水稻土。具体做法：于春季冻融交替期3月中旬，融化层达到20cm，基于全量秸秆还田条件下，基肥施用长效型肥料(聚天门冬氨酸肥料)，替代无机氮肥25.5％、无机磷肥14％和无机钾肥20％。撒施全部肥料后(包括化学肥料和秸秆)，采用铧式旋转犁将全部秸秆翻压在地表至20cm入土，再用旋耕机进行浅旋至地表下10～15cm整地。整地后，在原有田埂的基础上进行加宽10cm和加高20cm，原有田埂的宽度为40cm、高度为50cm，增加田间蓄水扩容3000m3/hm2，保证降雨时期减少稻田水径流流失。水稻插秧后，在田埂上和排灌沟渠两侧种植单行大豆，行距为50cm、穴距为40cm。增加了生物多样性，抑制杂草作用明显，减少化学除草剂的用量。在水稻本田期，田间灌水管理采用少灌勤灌的方法，严格控制田面水水位3～5cm，泡田期严禁泡田水外排，并在分蘖末期至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低冻融区稻田面源污染的调控方法，其特征在于，春季冻融交替期采用肥料调控替代结合顶凌秸秆还田和深翻浅旋作业，泡田前修建田埂增加扩容，水稻插秧后在田埂上和排灌沟渠两侧种植单行或双行豆科作物，灌溉时进行水位控制减少稻田排水，并结合稻田尾水进行混合循环灌溉，施肥时避开降雨且避免排水，水稻收获后秸秆留茬覆盖还田。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低冻融区稻田面源污染的调控方法，其特征在于，春季冻融交替期采用肥料调控替代结合顶凌秸秆还田和深翻浅旋作业，泡田前修建田埂增加扩容，水稻插秧后在田埂上和排灌沟渠两侧种植单行或双行豆科作物，灌溉时进行水位控制减少稻田排水，并结合稻田尾水进行混合循环灌溉，施肥时避开降雨且避免排水，水稻收获后秸秆留茬覆盖还田。


2.根据权利要求1所述的降低冻融区稻田面源污染的调控方法，其特征在于，所述肥料调控替代是指在当地常规化学施肥量的基础上减少化学肥料投入量的10％～40％；当地常规化学施肥量为：氮肥N：150～270kg/hm2、磷肥P5O2:45～90kg/hm2、钾肥K2O:45～90kg/hm2，施肥方式是指结合秸秆深翻还田时将化学肥料一次性深施。


3.根据权利要求2所述的降低冻融区稻田面源污染的调控方法，其特征在于，所述肥料调控替代是指作物秸秆、有机肥料和长效型肥料替代部分无机肥料；或者，作物秸秆和长效型肥料替代部分无机肥料；或者，有机肥料和长效型肥料替代部分无机肥料；具体替代比例如下：
在作物全量秸秆还田条件下，作物秸秆替代无机氮肥10％～20％、无机磷肥10％～15％、无机钾肥20％～30％；
在施用有机肥料1500～3000kg/hm2条件下，有机肥料替代无机氮、磷、钾肥各20％～40％；
在施用长效型肥料条件下，长效型肥料替代全部无机氮肥，并可下调10％～20％氮肥施用量。


4.根据权利要求1所述的降低冻融区稻田面源污染的调控方法，其特征在于，所述顶凌秸秆还田和深翻浅旋作业是指在冻融生产区，于春季冻融交替期融化层在15～20cm时，在水稻秸秆留茬覆盖基础上撒施全部肥料，然后用铧式旋转犁将地表全部秸秆翻压至15～20cm入土，形成入土层，再用旋耕机进行浅旋至地表以下10～15cm整地，形成整地层；在入土层和...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛世伟，王娜，张鑫，宫亮，徐嘉翼，隋世江，
申请(专利权)人：辽宁省农业科学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21