流域沟渠植草拦截农田氮磷入河污染的有效性研究

摘要

[目的]过度施肥与降雨径流的耦合作用使得大量氮磷从农田流失进入河道,导致河湖水体污染.在水土流失严重区,尤其是热带–亚热带集约化农业坡地,土层浅薄、蓄水性差,在降雨条件下所施肥料极易发生径流侵蚀流失,通过沟渠进入下游河湖水体,导致水体污染.如何控制这种水蚀型面源污染物从农田向河湖水体的输送愈来愈受到人们的关注,为此在流域下游沟渠构建植物拦截系统,评价其减少坡面氮磷入河污染的有效性,为水蚀型农田面源污染物的流域防控提供理论依据.[方法]本研究在广西客兰水库水源区那辣小流域,选择下游500 m长的沟渠,该沟渠接收流域上游来水并直接输入水库,隔段种植当地优势植物狗牙根[Cynodon dactylon(L.)Pers]和象草(Pennisetum purpureum),以及引种植物香根草[Vetiveria zizanioides(L.)Nash](于南宁花鸟市场购买香根草籽育苗移栽).在13次降雨事件下分别采集沟渠入口和出口处的水样进行检测,用以研究面源污染防治效益.[结果]与流域上游入口比较,下游植草沟渠输出水体中溶解态总氮(TDN)浓度由17.55 mg/L降至12.43 mg/L,NH4+-N由1.06 mg/L降至0.73 mg/L,NO3?-N浓度由15.10 mg/L降至10.92 mg/L,溶解态总磷(TDP)浓度由0.031 mg/L降至0.021 mg/L;植物对降雨事件下流域输入沟渠中的TDN、NH4+-N、NO3?-N和TDP平均去除率分别为31.90％、27.92％、29.80％和31.02％.[结论]在热带和亚热带集约化径流农业流域,选择连接上游坡地与下游河湖水库的沟渠植草,可以对流域流失氮磷实施有效地拦截和去除,是一个简单、可行、有效的农业面源污染流域防控措施,值得推广应用.