田—沟—塘协同调控稻田氮磷流失技术

水稻是我国第一大粮食作物,年播种面积约4.5亿亩。在“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点专项中,针对水稻全生育期降水的时空异质性、稻田排水氮磷浓度分布的时间差异性和如何通过调控实现稻田排水在田—沟—塘系统内的循环利用减少稻田氮磷流失等问题,项目组专家分析了我国田、沟、塘平面布局与空间结构特征,评估了其调蓄能力,研发了田—沟—塘协同调控稻田氮磷流失技术。

该项技术主要包括水位精准调控基本措施及风险期提前排水和循环灌溉强化措施,充分发挥沟、塘系统对稻田排水的调蓄功能与水质净化潜力,通过灌排控制,实现稻田氮磷的充分循环利用和其流失的高效阻控。项目组基于我国水稻主产区典型灌排单元的水量水质长期监测试验,发现了施肥后沟、塘氮磷浓度显著低于田面水、且峰值出现时间滞后的规律,由此研发了稻田灌排单元水量水质响应模型,不仅可定量模拟田—沟—塘水量水质响应关系,还可准确预测不同气候条件、水肥管理措施、沟塘配比及结构下稻田氮磷流失特征,指导稻田灌排单元设计和灌排措施优化。在此基础上,项目组进一步开发了稻田沟塘水位调控软件,方便基层农技人员精准控制沟、塘水位,准确把握水位水量关系。

以我国长江中游沟、塘面积占比5%左右的稻田系统为例,通过水位精准调控,适当延长沟、塘水力停留时间,可分别减少稻田氮、磷流失39%和28%。施肥后15天内若有大暴雨预报,在雨前1-2天,采取风险期提前排水,腾出库容以存蓄高浓度稻田排水,可进一步减排约5%;当稻田需要补水时,优先泵取沟、塘存水进行农田循环灌溉,还可减排约20%。

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