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    國內(nèi)或國外 期刊或論文

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    農(nóng)田養(yǎng)分流失及水生植物吸收再利用研究

    所屬分類:農(nóng)業(yè)論文 閱讀次 時間:2021-11-18 19:00

    本文摘要:太湖藍藻、泰晤士河大惡臭、塞納河生態(tài)系統(tǒng)崩潰、美國伊利湖爆發(fā)大規(guī)模藍藻等多起國內(nèi)外水體富營養(yǎng)化事件引起人們對水體環(huán)境、生態(tài)保護的重視。水體富營養(yǎng)化給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)文化發(fā)展造成很大負面影響,而水體富營養(yǎng)化的一大原因就是農(nóng)田養(yǎng)分排放。我國

     “太湖藍藻”、“泰晤士河大惡臭”、“塞納河生態(tài)系統(tǒng)崩潰”、“美國伊利湖爆發(fā)大規(guī)模藍藻”等多起國內(nèi)外水體富營養(yǎng)化事件引起人們對水體環(huán)境、生態(tài)保護的重視。水體富營養(yǎng)化給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)文化發(fā)展造成很大負面影響,而水體富營養(yǎng)化的一大原因就是農(nóng)田養(yǎng)分排放。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施肥多用氮肥、磷肥,這兩類肥料的利用率都不及2/5,未被利用的肥料養(yǎng)分會隨徑流進入河流、湖泊,造成河、湖總氮量和總磷量升高。

    農(nóng)業(yè)種植

      從源頭上減少化肥投入是農(nóng)業(yè)面源污染治理公認的控制治理辦法,但由于大部分農(nóng)民對環(huán)境保護、化肥減量的認識不足,該方法施行難度較大。那么如何降低農(nóng)田養(yǎng)分流失?經(jīng)過多年研究和實踐經(jīng)驗來看,通過水生植物富集后進行資源化再利用無疑是一種十分有效、環(huán)保、可行性高的治理措施。

      科學出版社2016年3月出版的《高原農(nóng)田養(yǎng)分高效利用理論與實踐》一書,以云南高原地區(qū)農(nóng)田為研究對象,以編者多年從事高原農(nóng)田養(yǎng)分高效利用研究與實踐方面成果、地方相關部門的合作團隊多年研究工作為基礎,較為系統(tǒng)地總結了高原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然稟賦。編者還針對土壤嚴重退化、養(yǎng)分富集利用率低等問題進一步分析相應的解決策略和措施,并深刻總結養(yǎng)分管理、施肥模型等理念,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、技術推廣提供了有益借鑒和參考。

      農(nóng)田養(yǎng)分流失也會增加連作障礙發(fā)生幾率,進一步惡化農(nóng)田土壤環(huán)境,造成農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失,加快探索農(nóng)田面源污染治理、水生植物吸收再利用新路徑和新方法,對于我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。在2020年貴州省教育廳特色領域項目(黔教合KY字[2020]058)支持下,參考《高原農(nóng)田養(yǎng)分高效利用理論與實踐》中關于農(nóng)田養(yǎng)分管理的細致、獨到闡析,結合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水體自然環(huán)境治理保護多樣化實際需求,本文就以水生植物吸收再利用減少農(nóng)田養(yǎng)分流失這一方法略作討論,以期可以為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展、生態(tài)環(huán)境治理保護提供一定參考。

      首先,明確農(nóng)田養(yǎng)分流失的影響因素。農(nóng)田鹽分流失最主要的途徑就是雨水徑流,雨量、土壤結構、地形地勢是影響徑流量的主要因素,土壤養(yǎng)分盈余、耕作方式、土壤性質則是影響徑流雨水中養(yǎng)分含量的重要因素。農(nóng)田土壤在降雨條件下被雨滴沖刷而改變表層結構,黨徑流量較大時,土壤中的氮素,以及遷移能力較弱、以不溶形態(tài)存于土壤的磷則會隨泥沙一起流失。農(nóng)田養(yǎng)分流失的根本原因是土壤養(yǎng)分盈 余。前文說到,我國農(nóng)田施肥主要是氮肥、磷肥,但這兩種肥料的利用率不高,于是未被利用的磷肥、氮肥則使農(nóng)田土壤養(yǎng)分出現(xiàn)盈余,當出現(xiàn)降雨條件時,農(nóng)田土壤的養(yǎng)分含量就會高于地表徑流,于是加速農(nóng)田養(yǎng)分向徑流轉移,造成河流湖泊水體富營養(yǎng)化。

      其次,水生植物富集農(nóng)田流失養(yǎng)分。通過吸收河流湖泊中的氮、磷,一方面滿足水生植物自身生長所需,另一方面可以達到凈化污水、控制水體中磷和氮總含量的目的。不同種類的水生植物對氮、磷的吸收能力有所差異,由于地區(qū)、季節(jié)的不同,同種水生植物吸收氮、磷的能力不同。常見的水生植物如鳳眼蓮、水葫蘆、蘆葦、丁香蓼、水白菜、空心蓮子草(水花生)等都對水體中的氮和磷有著較為突出的吸收能力。

      再次,水生植物吸收再利用。水生植物大多富含有機物質,是一種具有開發(fā)前景和潛力的資源。水生植物資源化再利用的傳統(tǒng)途徑有:藥用、食用、飼料、堆肥等。得益于各領域專家學者不斷研究探索,水生植物資源化再利用的途徑也越來越多,例如以菖蒲、苦草等水生植物為原料,采用厭氧發(fā)酵制備有機酸;除了可以使用水生植物吸收再利用的方法治理農(nóng)田養(yǎng)分流失,生物炭的使用可以提升農(nóng)田土壤活力,從而減少化肥的使用,經(jīng)過高溫分解獲得的生物炭還可以用于凈化水質。由于生物炭可以將碳元素“鎖”在土壤中數(shù)千年,從而達到減少空氣中碳含量的目的。許多水生植物如蘆葦、菖蒲、空心蓮子草等,莖葉較粗大,木質素含量較高,都可作為生物炭的理想制備原料。

      最后,農(nóng)業(yè)面源污染治理優(yōu)化。我國農(nóng)田養(yǎng)分流失、水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重,控制農(nóng)田養(yǎng)分流失的生態(tài)修復工程浩大,因而需要聯(lián)動政府及相關部門、高校、科研機構、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關企業(yè),充分發(fā)揮社會各主體的優(yōu)勢功能,不斷探索更科學、更高效、更經(jīng)濟、更環(huán)保的技術方法。

      一方面,需要結合水生植物資源化利用多種路徑,切實優(yōu)化水體處理技術工藝,另一方面,要重視農(nóng)田生產(chǎn)投入化肥的問題,加大化肥生產(chǎn)負面影響的宣傳推廣,提倡使用有機肥,并進一步探索水生植物生產(chǎn)禽畜飼料、肥料的現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝和技術,既從根本上解決農(nóng)田養(yǎng)分流失問題,也為農(nóng)村新產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更多思路。

      作者簡介:

      胡海軍,男,蒙古族,遼寧朝陽人,博士,副教授,研究方向:作物栽培與耕作、山地農(nóng)業(yè)等。

      吳亞男,女,遼寧營口人,博士,副教授,研究方向:作物栽培與耕作。

      鄂洋,男,遼寧沈陽人,博士,講師,研究方向:生物炭與植物養(yǎng)分利用。

      作者:胡海軍1,吳亞男1,鄂洋2

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