[发明专利]黄河灌区农田生态沟渠建设的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一项农田生态沟渠建设方法，适宜于黄河中上游（宁夏和内蒙古）引黄灌区农田排水沟渠的生态化建设，其目的是减少水土流失和降低农业面源污染，属于生态环保技术领域。

 

背景技术

位于黄河中上游的宁蒙河套灌区是我国重要的粮食基地，每年引黄灌溉农田的排水量近90多亿m3。随着农业生产过程中化肥（特别是氮肥和磷肥）的长期过量使用，导致大量剩余的氮和磷等营养元素随农田排水直接进入黄河或经过乌梁素海后进入黄河，使黄河下游水质全面下降，严重影响到黄河下游的安全用水问题。湿地是一种重要的陆地生态系统类型，它能通过吸附、矿化、降解等复杂的物理和化学过程来净化水体，是有效解决水体污染的重要途径之一。沟渠湿地作为湿地的一种类型之一，也能同样发挥降低污染和净化水体的作用，宁蒙黄河灌区境内有非常丰富的沟渠湿地资源，各级农田排水沟渠（干沟、支沟、斗沟、农沟、毛沟、和毫沟）近2万条，长达2万余公里。

如何有效利用宁蒙境内的沟渠湿地，从黄河上游地区最大限度地发挥农田排水沟渠对排水中污染物的吸附、消化和拦截作用，将是解决黄河中上游灌区农业面源污染的有效治理措施。

发明内容

针对目前宁蒙引黄灌区农田排水沟渠对排水中污染物的降解和拦截效果差的缺陷，本发明提出一种适应于该区的生态沟渠建设模式，用于增强农田排水沟渠对农业面源污染物的消化和拦截能力。

    为解决上述问题，本发明采用一种黄河灌区农田生态沟渠建设的方法，其特征是：

a. 边坡的固定：将木桩（长×款×高=10cm*10cm*80cm）植入农田排水沟边坡与沟底交接处的土壤中，植入深度为40cm，间距为40cm。木桩一端处理为尖端以方便操作。在栽植护坡植物前一年土壤上冻前进行。

. 护坡植物的栽植：适宜栽植时间为4月底至5月中旬。

ⅰ. 乔木：在农田排水沟边坡上栽植培育2年左右且生长良好的毛白杨幼株（1m处的胸径>5cm），株行距均为2m。栽植行数视边坡长度而定（建议行数=2/3边坡长度/行距），栽植深度为60-70cm。边坡顶端留1-1.5m的距离。毛白杨幼株在栽植前先去除顶端的枝叶以减少生长初期植物的蒸腾耗水。

   ⅱ. 灌木：红柳栽植株距为1.5m，行距为2m，与毛白杨相间隔栽植。

   ⅲ. 草本：采用穴播方式种植或栽植冰草幼苗，每穴播种子5-8粒或幼苗2-4株，株距为0.5m，行距为1m，与毛白杨和红柳相间隔种植。

c. 基质的填装和水生植物的栽植：锯末能通过物理吸附作用，降低农田排水中N、P、COD等污染物浓度。麻袋（74×107cm）内装80%满的土壤和锯末（比例为1:5）作为栽植水生植物的基质。在装满锯末并封好口的麻袋上用尖头木桩分两排均匀钻8个栽植水生植物的穴口，将带芽的香蒲根或芦苇植入麻袋基质中，香蒲或芦苇露出麻袋长度约10-20cm。

d. 承载物的布设：在非排水期（一般在5月初到5月中旬），将麻袋沿水流方向按50-70cm的间距一行排开，行与行之间错开排列，行数依据排水沟沟底的宽度而定，行距为40-50cm。在麻袋的来水方向端用木条（40cm长）固定于沟底土壤中，以免麻袋随排水漂移。

e. 水生植物的刈割：每年8月底到9月初的非排水期，采用人工刈割的方法收集麻袋上的香蒲或芦苇，用于手工编制或造纸的原料。水生植物所吸收的N、P等营养元素也随之移出农田排水沟渠，从而减轻农业面源污染对水体的影响。

f. 承载物的清理：每2年左右宁蒙灌区采用机械清理农田排水沟沟底中的底泥，以保证农田排水的畅通。以前铺放与沟底的基质可以作为肥料（富含N、P营养元素）还田供农作物生长所用，并不会造成环境污染。

本发明的优点是：采用工程和生物技术相结合的方式，为减轻我国黄河中游半干旱灌区农业面源污染问题提供了一条新途径。主要优点是：

1. 用木桩固定边坡，可有效防止排水沟渠边坡的坍塌现象，从而减轻了水土流失现象和农田排水沟渠的维护工作；

2. 利用锯末的物理吸附作用可使农田排水中的污染物集中滞留在农田排水沟渠中，锯末价格低廉且方便清理或处理；

3. 污染物吸附饱和的锯末作为肥料还田，既不会造成环境污染，同时又降低了农业化肥的使用量，节约农业生产成本；