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中国农田面源污染防控 版权信息
- ISBN：9787030705990
- 条形码：9787030705990 ; 978-7-03-070599-0
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
中国农田面源污染防控 本书特色
适读人群 ：从事农田面源污染防控研究的科技工作者、相关专业的研究生及农业技术推广工作者，农业经营者和管理工作者围绕着化肥面源污染控制，全面详细介绍了化肥面源污染的发生机制、化肥（氮磷）面源污染的评价指标体系及评价方法
中国农田面源污染防控 内容简介
本书介绍了中国主要农区农田化肥施用状况与面源污染的特征，确定了主要作物体系的氮磷平衡及盈余指标，重点论述了农田化肥减量、面源污染物拦截阻断和环境源养分的农田回用等技术及面源污染防控的新材料和新产品，提出了不同作物体系的农田面源污染控制方案，展示了技术应用的效果，并阐述了未来农田面源污染治理面临的形势和发展趋势。本书可为从事农田面源污染防控研究的科技工作者、相关专业的研究生及农业技术推广工作者提供参考，也可为农业经营者和管理工作者提供技术支持与解决方案。
中国农田面源污染防控 目录
目录
前言
第1章绪论1
1.1农田面源污染的特征2
1.2农田面源污染治理的总体思路与技术3
1.2.1农田面源污染治理的总体思路3
1.2.2农田面源污染治理的技术3
参考文献5
第2章典型区域农田化肥面源污染现状7
2.1华北化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况7
2.1.1小麦-玉米轮作体系7
2.1.2蔬菜种植体系10
2.1.3华北平原水体污染状况13
2.2长江中下游化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况15
2.2.1稻-麦轮作体系15
2.2.2蔬菜种植体系18
2.2.3长江中下游水体污染状况20
2.3华南化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况21
2.3.1双季稻种植体系21
2.3.2蔬菜种植体系23
2.3.3华南地区水体污染状况26
2.4北方马铃薯化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况27
2.4.1马铃薯化肥使用状况27
2.4.2马铃薯农田氮磷累积及地下水污染状况29
2.5海南蕉园化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况31
2.5.1海南蕉园化肥使用状况31
2.5.2香蕉种植区的水体污染状况35
参考文献36
第3章典型区域主要作物体系氮磷平衡及盈余指标45
3.1农业系统不同尺度养分收支平衡及盈余指标45
3.1.1不同尺度农业系统养分收支平衡45
3.1.2我国主要作物体系的氮磷盈余评价指标47
3.2华北平原农田氮磷平衡及盈余指标49
3.2.1小麦-玉米轮作体系49
3.2.2蔬菜种植体系56
3.3长江中下游农田氮磷平衡及盈余指标59
3.3.1稻-麦轮作体系59
3.3.2蔬菜种植体系61
3.4华南地区农田氮磷平衡及盈余指标64
3.4.1双季稻种植体系64
3.4.2蔬菜种植体系67
3.5北方马铃薯种植体系氮磷平衡及盈余指标72
3.5.1氮素平衡与盈余状况72
3.5.2磷素平衡与盈余状况78
3.5.3氮磷盈余指标80
3.6海南蕉园氮磷平衡及盈余指标82
3.6.1氮素平衡与盈余状况82
3.6.2磷素平衡与盈余状况84
3.6.3氮磷盈余指标85
3.7我国典型区域氮磷平衡和盈余的对比分析85
3.7.1典型区域大田作物氮素平衡与盈余85
3.7.2典型区域大田作物磷素平衡与盈余87
3.7.3典型区域蔬菜种植体系氮素平衡与盈余89
3.7.4典型区域蔬菜种植体系磷素平衡与盈余91
参考文献92
第4章农田化肥科学减量与结构调控技术99
4.1我国化肥减量与结构调控背景99
4.1.1农业种植结构与施肥结构现状99
4.1.2化肥减量的必要性与可行性102
4.2农田化肥合理减量额度103
4.2.1合理施肥量的确定103
4.2.2不同种植体系的合理减量额度104
4.3农田化肥减量增效的种植结构与模式109
4.3.1华北设施菜地种植模式优化109
4.3.2长江中下游稻田减量增效的种植模式优化113
4.3.3华南稻田高效低污染种植模式115
4.4农田化肥减量增效的施肥结构优化116
4.4.1华北小麦-玉米系统施肥结构优化117
4.4.2南方稻田化肥减量增效模式优化126
4.4.3其他农田施肥结构优化技术139
参考文献147
第5章化肥损失过程控制及高效阻断技术154
5.1引言154
5.1.1农田化肥的使用、损失与环境排放154
5.1.2农田化肥面源污染的阻控155
5.2农田化肥径流损失与阻控拦截技术155
5.2.1农田化肥氮磷径流损失特征155
5.2.2农田氮磷径流的流失阻控与养分拦截技术159
5.3农田化肥淋溶损失与减排技术177
5.3.1农田化肥氮磷淋溶损失特征177
5.3.2农田氮磷淋溶阻控技术180
5.4农田化肥氮素气态损失与减排技术185
5.4.1农田化肥氮素气态损失途径与特征185
5.4.2稻田氨挥发减排技术187
5.4.3集约化菜地气态氮损失减排技术192
5.5小流域农田化肥面源污染阻控技术体系193
5.5.1小流域农田氮磷流失时空分布特征194
5.5.2小流域农田氮磷流失阻控技术体系196
参考文献198
第6章环境养分农田回用与化肥替代技术206
6.1引言206
6.2环境中的养分资源现状调查及农田回用潜力评估206
6.2.1生活污水及工程尾水206
6.2.2养殖肥水210
6.2.3沼液212
6.3环境源养分农田回用与化肥替代技术215
6.3.1农村生活污水及工程尾水的农田安全利用技术215
6.3.2农村生活污水及工程尾水的水生植物富集-肥料化还田技术216
6.3.3养殖肥水农田安全利用技术217
6.3.4沼液的农田直接安全利用技术218
6.3.5沼液浓缩利用技术220
6.4典型应用案例分析224
6.4.1农村生活污水及工程尾水中氮磷的农田回用案例分析224
6.4.2养殖肥水的小麦-玉米农田利用案例分析232
6.4.3沼液的种养耦合循环利用模式及案例238
参考文献246
第7章农业面源污染治理的新材料、新产品与新装备250
7.1新材料的应用250
7.1.1生物炭250
7.1.2硝化抑制剂268
7.2农业面源污染防控的新环境材料研制278
7.2.1水体中净化氨氮的环境材料279
7.2.2水体中净化硝氮的环境材料285
7.2.3除磷环境材料287
7.3农业面源污染防控中的新装备研发与应用291
7.3.1沼液浓缩装备291
7.3.2蔬菜根际土壤水肥智能管控技术与装备294
7.3.3水稻插秧侧深施肥一体化机械302
7.3.4小麦播种-正位深施肥一体化机械304
参考文献305
第8章典型区域主要作物体系氮磷污染控制方案308
8.1基于高产和环境容量的区域氮肥总量控制方案308
8.1.1总量控制的原则308
8.1.2主要大田作物基于高产和环境容量的区域氮肥总量定额309
8.1.3总量控制的关键311
8.2华北平原农田化肥氮磷污染控制方案312
8.2.1小麦-玉米轮作体系312
8.2.2蔬菜种植体系315
8.3长江中下游地区农田化肥氮磷污染控制方案317
8.3.1稻-麦轮作体系317
8.3.2蔬菜种植体系321
8.4华南地区农田化肥氮磷污染控制方案323
8.4.1双季稻种植体系323
8.4.2蔬菜种植体系325
8.5北方马铃薯农田化肥氮磷污染控制方案327
8.5.1控制原则和目标327
8.5.2控制方案327
8.5.3配套保障措施330
8.6海南蕉园化肥氮磷污染控制方案331
8.6.1控制目标与策略331
8.6.2控制方案332
8.6.3配套保障措施334
参考文献335
第9章化肥面源污染治理技术集成示范与模式创新338
9.1化肥面源污染治理技术推广模式338
9.1.1主要技术推广模式338
9.1.2分散农户技术示范和推广模式339
9.1.3新型经营主体技术示范和推广模式340
9.2华北平原小麦-玉米农田化肥面源污染治理技术集成与示范推广341
9.2.1华北平原小麦-玉米农田化肥面源污染现状与治理策略341
9.2.2华北平原小麦-玉米农田化肥面源污染治理关键技术341
9.2.3技术示范推广效果——典型案例分析342
9.3长江中下游稻-麦轮作农田化肥面源污染治理技术集成与示范推广344
9.3.1长江中下游稻-麦轮作农田化肥面源污染现状与治理策略344
9.3.2长江中下游稻-麦轮作农田化肥面源污染控制关键技术345
9.3.3长江中下游稻-麦轮作区化肥面源污染控制技术集成与示范推广349
9.3.4技术示范推广效果——典型案例分析351
9.4华南多熟制稻田化肥面源污染治理技术集成与示范推广360
9.4.1华南多熟制稻田化肥面源污染现状和治理策略360
9.4.2华南多熟制稻田化肥面源污染治理关键技术362
9.4.3稻田节水控污技术集成368
9.4.4稻田节水控污技术的示范推广——典型案例分析370
9.5华南蕉园化肥面源污染治理技术集成与示范推广373
9.5.1华南蕉园化肥面源污染现状与治理策略373
9.5.2华南蕉园化肥面源污染治理关键技术374
9.5.3示范推广典型案例376
9.6内蒙古马铃薯农田化肥面源污染治理技术集成与示范推广377
9.6.1内蒙古马铃薯农田化肥面源污染现状与治理策略377
9.6.2内蒙古马铃薯农田化肥面源污染治理关键技术378
9.6.3典型案例381参考文献383第10章农田面源污染研究发展趋势388
10.1面临的形势与挑战388
10.2农田面源污染治理的发展趋势389
10.3未来研究工作重点392
参考文献394
彩图397
前言
第1章绪论1
1.1农田面源污染的特征2
1.2农田面源污染治理的总体思路与技术3
1.2.1农田面源污染治理的总体思路3
1.2.2农田面源污染治理的技术3
参考文献5
第2章典型区域农田化肥面源污染现状7
2.1华北化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况7
2.1.1小麦-玉米轮作体系7
2.1.2蔬菜种植体系10
2.1.3华北平原水体污染状况13
2.2长江中下游化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况15
2.2.1稻-麦轮作体系15
2.2.2蔬菜种植体系18
2.2.3长江中下游水体污染状况20
2.3华南化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况21
2.3.1双季稻种植体系21
2.3.2蔬菜种植体系23
2.3.3华南地区水体污染状况26
2.4北方马铃薯化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况27
2.4.1马铃薯化肥使用状况27
2.4.2马铃薯农田氮磷累积及地下水污染状况29
2.5海南蕉园化肥使用、农田氮磷累积及水体污染状况31
2.5.1海南蕉园化肥使用状况31
2.5.2香蕉种植区的水体污染状况35
参考文献36
第3章典型区域主要作物体系氮磷平衡及盈余指标45
3.1农业系统不同尺度养分收支平衡及盈余指标45
3.1.1不同尺度农业系统养分收支平衡45
3.1.2我国主要作物体系的氮磷盈余评价指标47
3.2华北平原农田氮磷平衡及盈余指标49
3.2.1小麦-玉米轮作体系49
3.2.2蔬菜种植体系56
3.3长江中下游农田氮磷平衡及盈余指标59
3.3.1稻-麦轮作体系59
3.3.2蔬菜种植体系61
3.4华南地区农田氮磷平衡及盈余指标64
3.4.1双季稻种植体系64
3.4.2蔬菜种植体系67
3.5北方马铃薯种植体系氮磷平衡及盈余指标72
3.5.1氮素平衡与盈余状况72
3.5.2磷素平衡与盈余状况78
3.5.3氮磷盈余指标80
3.6海南蕉园氮磷平衡及盈余指标82
3.6.1氮素平衡与盈余状况82
3.6.2磷素平衡与盈余状况84
3.6.3氮磷盈余指标85
3.7我国典型区域氮磷平衡和盈余的对比分析85
3.7.1典型区域大田作物氮素平衡与盈余85
3.7.2典型区域大田作物磷素平衡与盈余87
3.7.3典型区域蔬菜种植体系氮素平衡与盈余89
3.7.4典型区域蔬菜种植体系磷素平衡与盈余91
参考文献92
第4章农田化肥科学减量与结构调控技术99
4.1我国化肥减量与结构调控背景99
4.1.1农业种植结构与施肥结构现状99
4.1.2化肥减量的必要性与可行性102
4.2农田化肥合理减量额度103
4.2.1合理施肥量的确定103
4.2.2不同种植体系的合理减量额度104
4.3农田化肥减量增效的种植结构与模式109
4.3.1华北设施菜地种植模式优化109
4.3.2长江中下游稻田减量增效的种植模式优化113
4.3.3华南稻田高效低污染种植模式115
4.4农田化肥减量增效的施肥结构优化116
4.4.1华北小麦-玉米系统施肥结构优化117
4.4.2南方稻田化肥减量增效模式优化126
4.4.3其他农田施肥结构优化技术139
参考文献147
第5章化肥损失过程控制及高效阻断技术154
5.1引言154
5.1.1农田化肥的使用、损失与环境排放154
5.1.2农田化肥面源污染的阻控155
5.2农田化肥径流损失与阻控拦截技术155
5.2.1农田化肥氮磷径流损失特征155
5.2.2农田氮磷径流的流失阻控与养分拦截技术159
5.3农田化肥淋溶损失与减排技术177
5.3.1农田化肥氮磷淋溶损失特征177
5.3.2农田氮磷淋溶阻控技术180
5.4农田化肥氮素气态损失与减排技术185
5.4.1农田化肥氮素气态损失途径与特征185
5.4.2稻田氨挥发减排技术187
5.4.3集约化菜地气态氮损失减排技术192
5.5小流域农田化肥面源污染阻控技术体系193
5.5.1小流域农田氮磷流失时空分布特征194
5.5.2小流域农田氮磷流失阻控技术体系196
参考文献198
第6章环境养分农田回用与化肥替代技术206
6.1引言206
6.2环境中的养分资源现状调查及农田回用潜力评估206
6.2.1生活污水及工程尾水206
6.2.2养殖肥水210
6.2.3沼液212
6.3环境源养分农田回用与化肥替代技术215
6.3.1农村生活污水及工程尾水的农田安全利用技术215
6.3.2农村生活污水及工程尾水的水生植物富集-肥料化还田技术216
6.3.3养殖肥水农田安全利用技术217
6.3.4沼液的农田直接安全利用技术218
6.3.5沼液浓缩利用技术220
6.4典型应用案例分析224
6.4.1农村生活污水及工程尾水中氮磷的农田回用案例分析224
6.4.2养殖肥水的小麦-玉米农田利用案例分析232
6.4.3沼液的种养耦合循环利用模式及案例238
参考文献246
第7章农业面源污染治理的新材料、新产品与新装备250
7.1新材料的应用250
7.1.1生物炭250
7.1.2硝化抑制剂268
7.2农业面源污染防控的新环境材料研制278
7.2.1水体中净化氨氮的环境材料279
7.2.2水体中净化硝氮的环境材料285
7.2.3除磷环境材料287
7.3农业面源污染防控中的新装备研发与应用291
7.3.1沼液浓缩装备291
7.3.2蔬菜根际土壤水肥智能管控技术与装备294
7.3.3水稻插秧侧深施肥一体化机械302
7.3.4小麦播种-正位深施肥一体化机械304
参考文献305
第8章典型区域主要作物体系氮磷污染控制方案308
8.1基于高产和环境容量的区域氮肥总量控制方案308
8.1.1总量控制的原则308
8.1.2主要大田作物基于高产和环境容量的区域氮肥总量定额309
8.1.3总量控制的关键311
8.2华北平原农田化肥氮磷污染控制方案312
8.2.1小麦-玉米轮作体系312
8.2.2蔬菜种植体系315
8.3长江中下游地区农田化肥氮磷污染控制方案317
8.3.1稻-麦轮作体系317
8.3.2蔬菜种植体系321
8.4华南地区农田化肥氮磷污染控制方案323
8.4.1双季稻种植体系323
8.4.2蔬菜种植体系325
8.5北方马铃薯农田化肥氮磷污染控制方案327
8.5.1控制原则和目标327
8.5.2控制方案327
8.5.3配套保障措施330
8.6海南蕉园化肥氮磷污染控制方案331
8.6.1控制目标与策略331
8.6.2控制方案332
8.6.3配套保障措施334
参考文献335
第9章化肥面源污染治理技术集成示范与模式创新338
9.1化肥面源污染治理技术推广模式338
9.1.1主要技术推广模式338
9.1.2分散农户技术示范和推广模式339
9.1.3新型经营主体技术示范和推广模式340
9.2华北平原小麦-玉米农田化肥面源污染治理技术集成与示范推广341
9.2.1华北平原小麦-玉米农田化肥面源污染现状与治理策略341
9.2.2华北平原小麦-玉米农田化肥面源污染治理关键技术341
9.2.3技术示范推广效果——典型案例分析342
9.3长江中下游稻-麦轮作农田化肥面源污染治理技术集成与示范推广344
9.3.1长江中下游稻-麦轮作农田化肥面源污染现状与治理策略344
9.3.2长江中下游稻-麦轮作农田化肥面源污染控制关键技术345
9.3.3长江中下游稻-麦轮作区化肥面源污染控制技术集成与示范推广349
9.3.4技术示范推广效果——典型案例分析351
9.4华南多熟制稻田化肥面源污染治理技术集成与示范推广360
9.4.1华南多熟制稻田化肥面源污染现状和治理策略360
9.4.2华南多熟制稻田化肥面源污染治理关键技术362
9.4.3稻田节水控污技术集成368
9.4.4稻田节水控污技术的示范推广——典型案例分析370
9.5华南蕉园化肥面源污染治理技术集成与示范推广373
9.5.1华南蕉园化肥面源污染现状与治理策略373
9.5.2华南蕉园化肥面源污染治理关键技术374
9.5.3示范推广典型案例376
9.6内蒙古马铃薯农田化肥面源污染治理技术集成与示范推广377
9.6.1内蒙古马铃薯农田化肥面源污染现状与治理策略377
9.6.2内蒙古马铃薯农田化肥面源污染治理关键技术378
9.6.3典型案例381参考文献383第10章农田面源污染研究发展趋势388
10.1面临的形势与挑战388
10.2农田面源污染治理的发展趋势389
10.3未来研究工作重点392
参考文献394
彩图397
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中国农田面源污染防控 节选
第1章绪论 农田面源污染是影响土壤环境、水体环境和农村生态环境质量的重要因素之一，由于其涉及范围广、随机性大、隐蔽性强、不易溯源、难以监管等，治理的难度很大，已经成为我国现代农业和社会经济可持续发展的瓶颈。 农田面源污染的产生与我国的国情密切相关。我国有 14.12亿人口，但只有 19亿亩①耕地(2020年数据)，要保证我国的粮食产量，就需要投入大量农业生产资料，尤其是肥料的投入。根据中国统计部门的数据， 2019年中国农用化肥施用量 5404万 t，其中氮肥 1930万 t，复合肥 2231万 t，磷肥 682万 t，钾肥 561万 t，单位面积的使用量超过国际公认的平均水平。化肥的过量投入不仅影响土壤质量和农产品质量，同时也是农业面源污染的重要来源，是影响农村水环境质量的重要因素。因此，控制农业面源污染是当前农村水环境改善、农村生态文明建设的重要任务。 在 2014 年的全国农业工作会议上，农业部首次提出农业面源污染防治的目标为“一控两减三基本”，该目标随后以农业部文件(《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》)的形式得以全面阐释和确认，其中的主要目标是减少化肥和农药使用量，肥料、农药利用率均达到 40%以上，全国主要农作物化肥、农药使用量实现零增长；畜禽粪便、农作物秸秆、农膜基本资源化利用。为了进一步贯彻落实其中的“两减”目标，农业部在 2015 年印发了《到 2020 年化肥使用量零增长行动方案》和《到 2020 年农药使用量零增长行动方案》，这两项工作也被纳入“十三五”规划纲要，这意味着农业面源污染防治工作由过去口号式的倡导转入带有明确目标的具体实践，并且由部门行动上升到国家意志(金书秦和邢晓旭， 2018)。 农业面源污染防治攻坚战启动以来，相关工作已经取得明显的进展。一是化肥使用量增幅明显缩窄，已经接近零增长。相关部门的数据和报告显示， 2015年化肥施用量 6022.6万 t(折纯量，下同)，增幅为 0.44%，是 21世纪以来增幅首次低于 1%；2018年中国农用化肥施用量 5653.42万 t，较上年减少 205.99万 t，同比下降 3.52%；2019年中国农用化肥施用量 5403.59万 t，较上年减少 249.83万 t，同比下降 4.42%，连续几年实现负增长，部分地区已经实现连续、较大幅度的减量。在化肥减量的同时，针对农田面源污染的治理技术的研发与应用也取得了明显的进展。尤其在肥料精准使用、新型肥料的研制应用、施肥技术与方法等方面有了明显的进步，不仅减少了化肥的用量，提高了肥料利用率，而且减少了肥料养分向大气和水环境的排放量，为农田面源污染的防控起到了积极的作用。 ① 1亩≈666.67 m2。 1.1 农田面源污染的特征 化肥的施用保证了我国的粮食安全，促进了农业的发展，但化肥的过量施用也带来较为严重的生态环境问题。近年来，过量施用化肥所带来的面源污染问题引起了国家和各级政府的高度重视。有关农业发展的政策已经从过去“增产、增收”的双目标转变为“稳粮、增收、可持续”的三目标，要抓住机遇打好农业面源污染防治攻坚战，而要打好这场攻坚战，必须充分认识农田面源污染的基本特征，充分认识我国农业生产的特殊性，充分认识面源污染治理的复杂性和难度，只有这样才能*终实现农业可持续发展、面源污染治理和农村生态环境改善的终极目标。 农田面源污染是农业面源污染的重要组成部分。农田面源污染是指在农业生产活动中，溶解的或固体的污染物，如氮、磷、农药及其他有机或无机污染物质，从非特定的地域，通过地表径流、农田排水和地下渗漏进入水体引起水质污染的过程(金书秦， 2017；张维理等，2004)。农田面源污染主要来源于肥料不合理使用而造成的氮磷流失和秸秆还田不当而产生的 COD(化学需氧量)排放等。其基本特征如下。 (1)污染来源的分散性、复杂性及溯源的困难性。我国地域辽阔，耕地主要分布在沿海东部季风区，集中在东北、华北、长江中下游、珠江三角洲等平原、山间盆地及广大的丘陵地区。土地利用类型多样，耕地又分水田、水浇地和旱地，园地又包括果园、茶园等。同时，我国农作物种类众多，主要粮食作物有水稻、小麦、玉米、马铃薯及豆类等，主要经济作物有蔬菜、瓜果等。受我国农业生产现状的影响，我国农田面源污染来源分散而且复杂，既包括主要粮食作物生产中产生的农田径流带来的氮磷流失，还包括蔬菜、水果、茶叶等经济作物生产中产生的农田径流带来的氮磷流失；不仅有平原区的农田面源污染，也有丘陵、山地农业区的农田面源污染。同时，由于作物、土地利用方式的不同，施肥量存在较大差异，农田面源污染的产生量也有不同，这些差异加大了农田面源污染的治理难度。 (2)污染物排放的不确定性和随机性。农田面源污染物的排放受时间、空间的影响较大，排放过程具有明显的不确定性和随机性。同时，农户的施肥行为因人的主观意愿而变，加上地表径流受降雨事件的驱动，决定了农田面源污染排放量、排放时间及空间分布的不确定性和随机性。 (3)污染物以水为载体，其产流、汇流特征具有较大的空间异质性。农田面源污染实际上是指对水体的污染，各种污染物以水为载体，通过扩散、汇流、分流等过程进入水体。农村地域宽广、土地利用方式多样、地形地势复杂，造成降雨引起的产流、汇流特征受空间地形的影响，具有较大的空间异质性，污染物的排放路径、迁移过程及受纳区难以准确辨认，也加大了农田面源污染治理的难度。 (4)污染物具有量大和低浓度特征，治理难、成本高、见效慢。不同于点源污染，农田面源污染物指标一般是总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)，排放的大部分污染物在进入水体后浓度相对较低。由于浓度低，污染物来源多而分散，造成治理难度加大，传统的脱氮除磷工艺去除效率较低且成本高、见效慢。有效去除低浓度的面源污染物是当前面临的一大难题(杨林章等， 2013b)。 1.2 农田面源污染治理的总体思路与技术 1.2.1 农田面源污染治理的总体思路 鉴于农田面源污染来源复杂且分散、发生随机、污染物浓度低、难以治理等特征，以及我国农村生态环境的现状，农田面源污染的治理要取得实效，必须因地制宜，从污染物的排放、迁移、污染成灾等过程入手，以减少农田氮磷投入为核心、拦截农田径流排放为抓手、实现排放氮磷回用为途径、水质改善和生态修复为总体目标，通过技术应用和相关工程的实施，达到农田面源污染的全过程防控与全空间覆盖，从而有效突破面源污染散乱难的瓶颈，实现面源污染的近零排放及改善水体环境质量的目标(吴永红等，2011；杨林章等，2013a)。 在农田面源污染治理中必须遵守以下 4个原则。 (1)化肥总量削减与损失过程控制相结合。要减少农田面源污染，源头减控是关键，必须要在保证作物高产养分需求的基础上控制化肥总量，减少过量的肥料施用，提高肥料利用率。同时，针对氮磷的关键损失过程如径流、淋溶、氨挥发等，采用先进技术减少氮磷损失，从而保证化肥减量，作物不减产。 (2)水分管理与养分再利用相结合。优化水分管理是有效控制农田排水量、减少地表径流和淋溶的关键。在此基础上，还应结合农田周边水系特征，充分利用塘浜等对农田高浓度排水或初期地表径流进行汇集和农田灌溉回用，以进一步减少农田面源污染，降低治理费用。 (3)技术研究与产品装备研发相结合。在进行农田面源污染防控技术研究的同时，还应面向市场，注重技术的物化、产品化、装备化和工程化的研发，从而加速技术的应用并提高农田面源污染治理的效果。 (4)面源污染防控与生态农田建设相结合。农田面源污染防控一定要和高标准生态农田建设相结合，将技术和工程应用相结合并付诸实施，才能真正实现我国农田面源污染的有效控制。 1.2.2 农田面源污染治理的技术 农田面源污染治理的“ 4R”控制技术，即源头减量( reduce)、过程阻断( retain)、养分循环再利用( reuse)和生态修复(restore)技术，四者之间相辅相成，构成一条完整的技术体系链。“4R”控制技术体系是以污染物削减为根本，从污染物的源头减量入手，根据治理区域的污染汇聚特征进行过程阻断，通过对养分的循环再利用减少污染物的入水体量，并对水体进行生态修复，从而实现水质改善的目的。源头减量-过程阻断-生态修复三者之间在逻辑上是一环紧扣一环的，呈串联结构，但在实施地域的空间上则是互相独立的；养分循环再利用则把三者在地域空间上有效地连接起来，使其成为一个复杂的网络体，从而达到污染控制技术在时间和空间上的全覆盖，使整个系统的污染控制效果更好。要实现农田面源污染的有效控制，“4R”控制技术缺一不可。 1. 源头减量(reduce)技术 要进行肥料的减量首先要知道肥料是否多施、多施了多少，就需要进行科学的评价。根据不同作物养分需求、不同土壤地力特征和目标产量，利用养分平衡法估算出合理的养分盈余量，再推算出合理的施肥量是进行肥料减量的依据。合理的养分盈余量是评价养分输入的生产力、环境影响和土壤肥力变化*有效的指标。养分盈余量从负值、零到正值的变化过程中，能够反映出消耗土壤养分、合理施肥和过量施肥的状况。因此，科学的养分管理应该将土壤-作物体系的养分盈余量和养分利用率控制在指标范围内，以减少养分的损失和向环境的排放，实现养分资源的高效利用、作物的高产稳产及环境友好的多重目标(巨晓棠和谷保静， 2017)。 在合理确定某个作物生产系统的养分盈余量的基础上，可以估算出该系统当前施肥量过量与否、过量了多少。在减少化肥用量的基础上，还必须配套适宜的施肥技术，将过量使用的那部分肥料或多损失的养分减下来，从而保证化肥减量不减产。可以采用的技术包括肥料优化管理技术、按需施肥技术、精准施肥技术、新型缓控释肥技术、肥料深施技术及种植制度调整技术等，也可通过施用肥料增效剂、土壤改良剂等增加土壤对养分的固持，从而提高养分利用率、减少养分的流失，实现肥料或养分投入量的减量、作物的高产稳产及环境影响*小化的目标(薛利红等， 2011；Xue and Yang，2008；Min et al.，2012)。 2. 养分损失的过程阻断(retain)技术 养分损失的过程阻断技术是指养分(污染物)离开农田向水体的迁移过程中，通过一些物理的、生物的及工程的方法等对污染物进行拦截阻断和强化净化，延长其在陆域的停留时间，*大化减少进入水体的污染物量。目前常用的技术有两大类：一是农田内部的拦截，如稻田生态田埂技术(通过适当增加排水口高度、在田埂上种植一些植物等阻断径流)、农田排水口的污染物拦截促沉技术、生物篱技术、生态拦截缓冲带技术、设施菜地的填闲作物技术(夏天蔬菜揭棚期种植甜玉米等填闲作物对残留在土壤中的多余养分进行回收利用，阻断其向下渗漏和径流)、果园生草技术(果树下种植三叶草等减少地表径流量)(Duchemin and Hogue， 2009；李国栋等，2006；张刚等，2007)。二是污染物离开农田后的拦截阻断技术，包括生态拦截沟渠技术、草皮水道技术、人工湿地塘技术、土地处理系统等。这类技术多通过对现有沟渠塘的生态改造和功能强化，或者额外建设生态工程，利用物理、化学和生物的联合作用对污染物(主要是氮磷)进行强化净化和深度处理，不仅能有效拦截、净化农田污染物，还能实现污染物中氮磷等的减量化排放或*大化去除。 3. 环境源养分的循环利用(reuse)技术 循环利用技术即将污染物中包含的氮磷等养分资源循环利用，达到节约资源、减少污染、增加经济效益的目的。环境源养分包括达标排放的农村生活污水尾水、河道低污染水、养殖业排放的污水及农田退水中的养分资源。
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