效益农业尾水的稻田利用模拟研究

发布时间：2020-04-02 05:50

【摘要】：随着工业点源污染控制的加强,面源污染已经成为湖泊氮磷的主要来源。种植业由于化肥过量使用、利用率低等,是造成面源污染的主要原因之一。针对种植业面源污染特点,结合太湖流域土地资源短缺、稻田分布广泛的特点,根据已有的稻田对氮磷去除的研究,本文提出将效益农业的尾水引入稻田,以实现尾水中氮磷的资源化利用,控制区域种植业氮磷的入湖负荷量。本文为研究稻田不同生育期对效益农业尾水的利用潜力,本文模拟了蔬菜(用S表示)和茶园(用C表示)两种典型效益农业不同氮磷浓度的尾水施灌处理下水稻全生育期田面水氮磷浓度的变化;并因尾水产生与稻田灌溉的时间分异问题,考察了三种水塘缓冲系统的氮磷变化情况和适宜性;进而从实践管理的角度出发,尝试建立了预测稻田田面水氮磷浓度的神经网络模型。主要得到的研究结果如下:1、稻田在拔节期对茶园尾水和蔬菜尾水中总氮去除率分别在54.51～83.95%、71.39～93.69%,去除负荷95.97～147.79mgN·m-2·d-1 293.46～385.13mgN·m-2·d-1;对于总磷的去除率分别在-67.30～85.92%、78.79～98.70%,去除负荷分别在-4.82～6.15mgP·m-2·d-1、87.80～109.99mgP·m-2·d-1。2、稻田在抽穗扬花期对茶园尾水和蔬菜尾水中总氮的去除率分别在44.90～87.79%、63.44～87.43%,去除负荷在 131.74～257.60mgN·m-2 d-1、434.04～599.02 mgN·m-2·d-1;对总磷的去除率分别在-109.20～81.69%、85.34～98.16%,去除负荷在-13.03～9.75mgP·m-2·d-1、158.50～182.31mgP·m-2·d-1。3、减量施肥+尾水灌溉处理组施肥后氮磷流失风险期较短,对尾水中的氮磷去除率和去除负荷相对较高,在水稻产量、水稻品质方面表现较好。4、各处理组土壤有效磷均有上升,增长率在25.10～507.02%。蔬菜尾水灌溉条件下土壤有效磷含量显著高于茶园尾水和清水灌溉。5、天然土质水塘及遮光硬质表面水塘均适宜作为尾水的中间缓冲系统。不遮光硬质表面水塘由于水质变化大,不适宜作为尾水的中间缓冲系统。天然土质水塘作为缓冲系统,需考虑土壤磷流失风险的问题。6、天然土质水塘对尾水氮磷具有一定的消纳作用,其对茶园尾水和蔬菜尾水中总氮的去除率分别在46.32～69.31%、64.21～81.16%,去除负荷在0.83～40.67 mgN·m-2·d-1、36.32～111.20mgN·m-2·d-1。对茶园尾水和蔬菜尾水的总磷的去除率分别在 95.17～99.68%、93.59～98.91%,去除负荷在 1.01～2.32mgP·m-2·d-1、12.18～37.03mgP·m-2·d-1。7、本文建立了一个“5-6-2”的BP神经网络模型用于稻田田面水的氮磷浓度预测,对于总氮具有较好的预测效果,但对于总磷的预测准确度有待加强。
【图文】：

示意图,水稻种植,容器,示意图

课题组前期分析所得数据。水样的氮磷数据如表２．１所示。逡逑试验水稻品种采用南粳９１０８。试验容器为长方体塑料箱，尺寸为：长６０ｃｍ、逡逑宽４０ｃｍ、高５０ｃｍ。试验容器示意图见图２．１。试验在浙江大学紫金港校区农业逡逑试验站网室内进行，网室内除无雨水外其他条件与自然条件相同。试验时间为逡逑５￣１０月，在浙江省水稻种植期内。逡逑１２逡逑

分蘖期,水硝,氮浓度

逑ＣＩＯ逦Ｃ７逦Ｃ５逦Ｓ１０逦Ｓ７逦Ｓ５逦Ｚ１０逦Ｚ７逦Ｚ５逡逑图２．３分蘖期施肥后田面水氨氮浓度变化逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．３邋Ｔｈｅ邋ｃｈａｎｇｅ邋ｏｆ邋ＮＨ４－Ｎ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｐａｄｄｙ邋ｆｉｅｌｄ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｗａｔ
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X71

【参考文献】