农业面源传染又称农业非点源传染,是指在农业出产和生涯活动中,溶化的或固体的传染物,如氮、磷、农药及其他有机或无机传染物质,从非特定的地域,通过地表径流、农田排水和地下渗漏进入水体引起水质传染的过程。农业面源传染拥有以下特点:
(1)传染起源的分散性、复杂性以及溯源的难题性;
(2)传染物排放的不确定性和随机性;
(3)传染物以水为载体,其产流、汇流拥有较大的空间异质性;
(4)传染物拥有量大和低浓度特点,难治理,成本高,见效慢。
针对农业面源传染的特点,杨林章等[1]提出了“4R”节造技术系统,即源头减量(Reduce)、过程阻断(Retain)、营养再利用(Reuse)和生态建复(Restore)技术,四者之间相辅相成,组成齐全的技术系统链。
村落4R技术简化架构图
源头减量(Reduce)技术
村落出产生涯方式的扭转来实现面源传染产生量的最幼化。
针对高度集约化的农田,可凭据作物高产营养需要法规以及泥土供肥特点等进行肥料优化治理,选取新型缓控释肥或新的按需施肥技术,提高肥料利用率,削减化肥用量;也可通过种植造度等的调整如改稻麦轮作为稻-绿肥轮作、稻-蚕豆轮作或稻-休闲来削减化肥投入量;也可通过施用肥料增效剂、泥土改进剂等增长泥土对营养的固持,从而从源头上削减营养流失。
针对果园的营养流失,可选取桃园生草覆盖技术,既削减了泥土的地表径流,也可增长桃园有益虫豸的数量,增长生物多样性而削减桃树病虫害的产生,削减农药用量。
针对分散畜禽养殖和村落固废,改传统的养殖方式为生态养殖方式,如扭转传统的水冲圈养猪方式为生物发酵床养殖,并加强对畜禽粪便以及村落固废的治理和无害化处置,削减露天堆放,从而削减传染的产生。
针对陆域水产养殖,可选取优化投饵方式,并循环用水,实现养殖废水的循环利用,从而达到传染物的零排放或最幼排放。
针对村镇地表径流,通过增长地面的透水机能,如设置生态吸水路面等,削减地表径流的源头产生量。
过程阻断(Retain)技术
过程阻断技术指在传染物向水体的迁徙过程中,通过一些物理的、生物的以及工程的步骤等对传染物进行拦截阻断和强化净化,耽搁其在陆域的停顿功夫,最大化削减其进入水体的传染物量。
目前常用的技术有两大类:
一是农田内部的拦截,如稻田生态田埂技术(通过适当增长排水口高度、田埂上种植一些植物等阻断径流)、生物篱技术、生态拦截缓冲带技术、设施菜地增设填闲作物技术(夏天蔬菜揭棚期种植甜玉米等填闲作物对残留在泥土中的有余营养进行回收利用,阻断其渗漏和径流)、桃园生草技术(果树下种植三叶草等削减地表径流量)。
另一大类是传染物脱离农田后的拦截阻断技术,蕴含生态拦截水渠技术、人为湿地塘技术、生态护岸边坡技术、地皮处置系统等。这类技术多通过对现有水渠塘的生态刷新和职能强化,或者额表建设生态工程,利用物理、化学和生物的结合作用对传染物重要是氮磷进行强化净化和深度处置,不仅能有效拦截、净化农田传染物,还能汇集处置村落地表径流以及村落生涯污水等,实现传染物中氮磷等的减量化排放或最大化去除。
营养再利用(Reuse)技术
循环利用技术即将传染物中蕴含的氮磷等营养资源进行循环利用,达到节约资源、削减传染、增长经济效益的主张。
对达标排放的村落生涯污水尾水以及河路低传染水,可回灌农田尤其是稻田,通过植物的吸收以及泥土等的吸附固持,实现低传染水中氮磷营养的再利用,不仅能节造传染,又能削减化肥投入,实现出产和环境的双赢。如低传染水的稻田净化技术,即利用稻田对旱地排水以及村落生涯污水尾水等低传染水进行净化处置,稻季只需补充正常施肥量的30%~40%左右即可保障达到田舍的正常产量,可削减营养环境排放。
此表,还可对旱地(果园和菜地)的径流进行网络,回灌到稻田中去,实现营养的循环利用。针对陆域水产养殖,可选取水产养殖污水序批式置换循环再利用技术,可实现陆域水产养殖用水的内循环,根基实现传染的零排放。村落固体拔除物和生涯垃圾等,其中的有机部门可选取无害化堆肥技术,畜禽粪便可选取肥料化、沼气化等技术,实现拔除物中营养资源的循环再利用。
生态建复(Restore)技术
生态建复是村落面源传染治理的最后一环,也是村落面源传染节造的最后一路樊篱。狭义的讲,其重要指对水体生态系统的建复,通过一些生态工程建复措施,复原其生态系统的结构和职能,蕴含岸带和护坡的植被、濒水带湿地系统的构建、水体浮游动物及水活泼物等群落的沉建等,从而实现水体生态系统自我建复能力的提高和自我净化能力的强化,最终实现水体由危险状态向健康不变状态转化。
目前常用的技术有河岸带滨水湿地复原技术、生态浮床技术、水产养殖污水的沉水植物和生态浮床组合净化技术等。针对村落河路的低传染水,以水稻作为浮床植物,选取水稻组合生态浮床建复水体技术,添补了传统生态浮床处置效能不不变、利用过程中成本无法部门赔偿的弊端。通过多种技术的利用组和,能够达到村落面源传染的有效节造。
更广义的讲,生态建复是指农业生态系统的整体建复,通过生态工程措施复原和提高系统的生物多样性,从而实现生态系统的健康良性发展。
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