本發(fā)明屬于面源污染防控領(lǐng)域，特別涉及一種稻田溝渠農(nóng)業(yè)面源污染的控制方法。

背景技術(shù)：

1、農(nóng)業(yè)面源污染是指在農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)發(fā)生的面源污染，是在降水或灌溉時(shí)，農(nóng)藥、氮、磷和其他有機(jī)或無機(jī)污染物質(zhì)通過稻田排水、地表徑流等方式進(jìn)入環(huán)境水體的污染模式。目前在農(nóng)業(yè)面源污染防控治理方面根據(jù)污染源到匯的傳輸過程，可以從源頭減量控制、污染物遷移過程阻斷與攔截、末端凈化技術(shù)以及水體環(huán)境生態(tài)修復(fù)四個(gè)方向出發(fā)(即農(nóng)業(yè)面源污染治理的“4r”方案)，對(duì)面源污染進(jìn)行防治，并輔以適當(dāng)?shù)沫h(huán)境管理手段，使面源污染真正得到控制。

2、但是，當(dāng)前稻田仍是農(nóng)業(yè)面源污染的主要產(chǎn)生源，其通過溝渠排放將污染擴(kuò)散至周圍水體，導(dǎo)致下游水體中氮磷濃度呈富營養(yǎng)化狀態(tài)。但是當(dāng)前稻田面源污染防控技術(shù)仍不能有效保證稻田排水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，因此，繼續(xù)更加高效且環(huán)保的技術(shù)控制稻田面源污染的排放，尤其是提升稻田出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在不足，提供一種稻田溝渠農(nóng)業(yè)面源污染的控制方法，。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種稻田溝渠農(nóng)業(yè)面源污染的控制方法，包括：

4、在稻田泡田7～10天前，在稻田溝渠中種植空心菜，種植完成后在溝渠中撒施周叢生物生長誘導(dǎo)人工載體，誘導(dǎo)稻田中周叢生物生長。

5、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空心菜的種植密度為24-26株/m2。該密度不僅能保障空心菜的正常成長，還能保證其足夠的氮磷消納能力。

6、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，種植空心菜的溝渠底部土層厚度≥25cm，保證空心菜根部有足夠生長空間。

7、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述周叢生物生長誘導(dǎo)人工載體的撒施量為24-26kg/ha。

8、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述周叢生物生長誘導(dǎo)人工載體的構(gòu)建方法為：

9、將海藻酸鈉溶于周叢生物培養(yǎng)液后，與cacl2溶液交聯(lián)形成球狀載體；

10、所述周叢生物培養(yǎng)液的成分為：nano34-5?g/l、kh2po45-6?g/l、mgso4·7h2o?2-3g/l，nahco31-2?g、cacl2·2h2o?1-2g/l，土壤浸提液100ml/l。

11、本技術(shù)針對(duì)常用的周叢生物培養(yǎng)基做了簡(jiǎn)化，周叢生物培養(yǎng)基通常在wc培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上改進(jìn)，本技術(shù)的培養(yǎng)液中去掉了一些微量營養(yǎng)元素，包括vb、生物素，結(jié)合基于稻田土壤制備的土壤浸提液，可在不影響稻田中周叢生物的快速生長的前提下，減少該技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用的成本。本技術(shù)的培養(yǎng)液基于普通無機(jī)鹽成分結(jié)合土壤浸提液，即可以促進(jìn)周叢生物的快速增殖，使其生物量在水稻生長的穗分化期以前達(dá)到至少1200kg/ha。

12、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述土壤浸提液為：取稻田土壤烘干后，加入碳酸鹽/碳酸氫鹽溶液調(diào)節(jié)ph至8-10，之后加入活性炭處理后過濾，所得濾液即所述土壤浸提液。本技術(shù)中使用碳酸鹽溶液/碳酸氫鹽溶液和活性炭進(jìn)行土壤浸提，碳酸鹽溶液/碳酸氫鹽溶液調(diào)節(jié)溶液ph至堿性，適宜周叢生物的生長；活性炭可以吸附土壤浸提液中的有機(jī)物、重金屬離子等物質(zhì)，減少因土壤浸提液引入的外源物質(zhì)而影響周叢生物生長。

13、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述稻田土壤為稻田表層0-20cm的土壤。

14、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述土壤浸提液制備時(shí)，烘干土壤用量為2-2.2kg/l溶液。

15、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述土壤浸提液制備時(shí)，活性炭用量為30-50g/l溶液。

16、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述稻田中周叢生物在穗分化期前生物量達(dá)到1200kg/ha以上。

17、本發(fā)明技術(shù)方案的原理如下：

18、通過向溝渠中施加人工載體，可以誘導(dǎo)溝渠中周叢生物的快速且大量生長。人工誘導(dǎo)的周叢生物生長，猶如一個(gè)潛力巨大的“微生物養(yǎng)分庫”，能夠通過對(duì)氮磷的儲(chǔ)存減少水體中氮磷的濃度。挺水植物在水渠生態(tài)治理中，若污染河水氨氮和總氮濃度偏高，則選用氮吸收能力強(qiáng)的植物進(jìn)行搭配；若總磷濃度偏高，則選用磷吸收能力的植物進(jìn)行搭配；若氮磷同時(shí)偏高，則選用同時(shí)對(duì)氮磷吸收能力強(qiáng)的植物進(jìn)行搭配。植物種植密度宜為25株/m2?；诒炯夹g(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)田周邊的溝渠進(jìn)行了規(guī)劃，以及植物景觀效用、除污潛力、潛在經(jīng)濟(jì)效益與溝渠水質(zhì)理化性質(zhì)，本技術(shù)選擇了既有高效氮磷消納能力，又兼具經(jīng)濟(jì)效益的空心菜作為目標(biāo)水生植物，利用周叢生物與空心菜生長的時(shí)間差與空間差，利用周叢生物生長快的特性，在水稻生長初期利用周叢生物對(duì)氮磷的吸收能力降低溝渠水體中氮磷的濃度，攔截稻田農(nóng)業(yè)面源污染物的遷移過程，降低了稻田氮磷的遷移與污染傳播的風(fēng)險(xiǎn)；利用空心菜生長慢，水稻生長中后期能生長起來的特性，發(fā)揮空心菜在水稻生長后期對(duì)溝渠氮磷的消納效果，提供一種聯(lián)合周叢生物“初期”攔截與空心菜“中后期”消納作用的稻田溝渠農(nóng)業(yè)面源污染的控制方法。

19、此外，本技術(shù)的研究結(jié)果中周叢生物與空心菜的聯(lián)用產(chǎn)生了協(xié)同增效的作用，相比單獨(dú)種植空心菜或撒施周叢生物，對(duì)上覆水中氮磷含量的降低及水質(zhì)的改善效果均有提升?？招牟松L周期長于周叢生物，空心菜早期還未長成，不會(huì)因遮光影響周叢生物生長，而周叢生物可快速生長，本技術(shù)中周叢生物在穗分化期以前即可達(dá)到至少1200kg/ha，由于周叢生物是率先生長并發(fā)揮作用，我們分析可能周叢生物的存在對(duì)空心菜的生長也起到了促進(jìn)作用，例如，周叢生物對(duì)儲(chǔ)存在體內(nèi)的養(yǎng)分進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化后通過濃度差以及細(xì)胞凋亡兩種方式釋放出儲(chǔ)存的養(yǎng)分，進(jìn)而增加了土壤中活性養(yǎng)分的含量(如生物可利用態(tài)磷，銨氮等)，這種活性養(yǎng)分的釋放為空心菜的生長提供了養(yǎng)分，進(jìn)而促進(jìn)空心菜更好地生長，從而增強(qiáng)了空心菜對(duì)氮磷的消納能力，在空心菜長成后周叢生物仍保持較大的生物量，和空心菜可能存在攔截/消納的協(xié)同作用，從而進(jìn)一步提升了水質(zhì)。

20、本發(fā)明具有如下有益效果：

21、(1)為使周叢生物在稻田中快速生長，與空心菜協(xié)同作用，本技術(shù)對(duì)周叢生物培養(yǎng)基質(zhì)做了改進(jìn)，相比常規(guī)周叢生物培養(yǎng)基減少了微量元素的添加，僅用無機(jī)鹽結(jié)合稻田的土壤浸提液配制培養(yǎng)液，最終實(shí)現(xiàn)稻田周叢生物生長的快速誘導(dǎo)，使稻田周叢生物的生物量在水稻生長的穗分化期以前即可達(dá)到至少1200kg/ha，同時(shí)也壓縮了載體的生產(chǎn)成本。利用稻田原位土壤，結(jié)合碳酸鹽/碳酸氫鹽和活性炭處理獲得的土壤浸提液的添加能夠促進(jìn)周叢生物難以人工誘導(dǎo)且功能強(qiáng)大的微生物的快速生長，進(jìn)而高效地促進(jìn)周叢生物的快速成膜，又能提高周叢生物中的生物多樣性，使其能夠在短期內(nèi)誘導(dǎo)周叢生物在土水界面上形成致密的群落。

22、(2)本發(fā)明的方法操作方便，效果好，提供的人工載體制備方法方便簡(jiǎn)捷，人工載體的應(yīng)用操作方法方便，類似于水稻生產(chǎn)過程中化肥的撒施過程，操作方法簡(jiǎn)便。

23、(3)相比單獨(dú)使用周叢生物或空心菜進(jìn)行氮磷攔截/消納，周叢生物與空心菜的聯(lián)用產(chǎn)生了協(xié)同增效的作用，進(jìn)一步降低了上覆水中氮磷含量，提升出水水質(zhì)，阻控稻田面源污染的產(chǎn)生。

24、(4)該生物技術(shù)源于稻田土著微生物與經(jīng)濟(jì)作物，因此相對(duì)于引入外源材料而言，該技術(shù)具有極高的環(huán)境安全性并且兼具經(jīng)濟(jì)效益，可以增加水稻種植的收益。