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本文通过在桂林市农田灌溉试验中心站(简称桂林试验站)的农田试验小区研究不同灌溉方式对农田排水水质的影响,选取典型小流域封闭区农田地表水进行水质评价,分析当地不同气象因子对农田水环境的影响,以及初步估算典型小流域封闭区农田氮、磷元素的流失情况,对岩溶区水稻田水稻生长过程中水污染的机理进行了初步探讨。同时还分析探讨了表面流人工湿地对农田排水中氮、磷污染物的的去除效果,以及与所控制农田区域的布局面积关系。本论文的研究主要得到以下结论:
1、通过对桂林试验站9个农田试验小区在“薄、浅、湿、晒”、“间歇灌溉”、“常规灌溉”三种不同灌溉方式下农田排水的水质参数进行检测分析,并进行方差统计得出:“薄、浅、湿、晒”的灌溉管理方式相比于“常规灌溉”和“间歇灌溉”的灌溉管理方式,在减少氮、磷元素的流失,控制农业面源污染方面具有优势。
2、选取典型小流域封闭区农田地表水进行水质评价后得出,农田地表水基本属于V类和劣V类水质。农田地表水首要污染的水质参数是总氮,其次是溶解氧和总磷。农田施肥期间,各水质参数的水污染分指数达到整个早、晚稻生育期的高峰值,水质污染严重。
3、将典型小流域封闭区农田排水中的总氮、总磷、溶解氧与当地气象因子中的降雨量、气温及日照时间,采用统计软件进行相关分析,结果表明,总氮与降雨量、气温、日照时间均存在一定的相关性,但不显著；总磷与降雨量、日照时间存在一定的不显著相关关系,但是与气温存在着极为显著的正相关关系；溶解氧与气温、日照时间存在一定的相关关系,但不显著,与降雨量存在着极为显著的正相关关系。多元回归分析结果表明,总氮、溶解氧与气象因子的多元回归不显著,而总磷与气象因子存在着较为显著的回归关系。
4、对典型小流域封闭区农田在2009年早、晚两季水稻整个生育期间氮、磷元素的流失情况进行平衡估算得出:氮元素流失量占总施氮量的31.4％,磷元素流失量占总施磷量的24.9％；由表面流人工湿地收集农田排水的典型小流域封闭区农田排水中氮、磷元素的平均流失率分别为177.156kg／ha、22.232kg／ha。
5、分析2009年早、晚稻期间及2010年早稻期间表面流人工湿地对农田排水中总氮、总磷的去除效果。结果表明,表面流人工湿地对2009年早、晚稻及2010年早稻期间农田捧水中总氮的平均去除率分别为43.11％、64.78％、48.95％,总氮去除效果较好；对2009年早、晚稻及2010年早稻期间农田排水中总磷的平均去除率分别为54.23％、79.57％、43.28％,总磷去除效果较好。晚稻期间湿地对总氮、总磷的去除率要好于早稻期间。
6、采用“降雨-排水”相关法并结合“KA-C*”模型来计算农田的排水量和表面流人工湿地面积。取表面流人工湿地面积为0.1467ha,实际收集稻田排水面积控制在2.800ha,表面流人工湿地面积与所控制稻田排水面积的比例约为5％。