稻田生态系统对污水中无机态氮的消纳袁俊吉

第31卷第9期　　　　　　　　　西南大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　2009年9月Vol.31　No.9JournalofSouthwestUniversity(NaturalScienceEdition)Sep.　2009:1673-9868(2009)09-0007-08①袁俊吉,　马永玉,　周鑫斌,　蒋先军,　谢德体,400715:农业面源污染是引发湖泊、河流水域富营养化的一个主要原因,人工湿地被认为是治理农业面源污染的有效措施,但同时存在占地面积大,没有粮食生产力的问题.水稻田作为环境友好的人工湿地生态系统,可以减少流入水体的农业面源污染物.作者通过模拟实验,研究了垄作、平作以及在不同施肥水平下,稻田生态系统对外源污水中N的消纳效果.结果表明:全N(TN)浓度为15mg/L(其中NH+4-N13.5mg/L,NO-3-N1.5mg/L)的污水加入3d后,稻田田面水中NH+4-N浓度平均降低了93%,垄作和平作没有显著差异.各处理NO-3-N浓度在灌水后均迅速上升,3d后达到峰值,平均为9.1mg/L;7d后垄作NO-3-N浓度平均降至6.8mg/L,平作为3.5mg/L;14d后平均降至1.4mg/L,不同耕作处理与施肥处理间差异均不显著.田面水中有机氮(ON)含量均在污水加入1d后达到峰值,完全施肥处理下田面水中有机氮(ON)含量为11.6mg/L,显著高于减量施肥处理的浓度(4.3mg/L),说明稻田田面水中的N主要来自施肥.完全施肥处理下田面水中N含量在淹水后的初期高于减量施肥的处理.但两周后肥料处理的差异不显著.说明施肥淹水后的前两周对控制流入水体的N是关键时期.研究表明利用稻田生态系统在1周以内就可以有效控制污水中的无机态N.　　:面源污染;人工湿地;耕作;施肥:X592:A[1-4].10a,[2,4].EPA,、、65%,[2].,、,、,[5-8].,、.[8-15],,,.、、,、[16-19].,,,,.,①:2009-02-24::“()”(2007BAD87B10).:(1985-),,,,.:,,.DOI:10.13718/j.cnki.xdzk.2009.09.024.1　1.1　,[20].:pH(H2O)7.10,23.1g/kg,N1.74g/kg,P0.75g/kg,K22.7g/kg,N120.1mg/kg,P7.5mg/kg,K71.1mg/kg,144.2g/kg.,[21].:(Oryzasativa),827.1.2　,PVC1m,1m,50cm,.24,48.230.0kg(),100L(),.:TN(N)15mg/L(NH+4-N13.5mg/L,NO-3-N1.5mg/L)、TP(P)2.0mg/L,(NH4)2SO4,NH4NO3,KH2PO4.4:1,;2,;3,;4,.:,,..,270kg/hm2、500kg/hm2、150kg/hm2;50%.4..:,.:.,,,.25cm,30cm,()20cm,2.1.,:y=12hcos3πOAx　　,LOA:L=∫A01+3πh2OA2sin23πOAxdxOA;h.OA1m,h0.2m,,L1.22m,1.22m2,22%.1　1.3　,1,3,7d,17d.9:00～10:00,,5～6,.:TN,NH+4-N,NO-3-N,pH.1.4　TN(N)-,NH+4-N,NO-3-N,TNNH+4-NNO-3-NON()[21].8西南大学学报(自然科学版)　　　　　投稿网址　　　　　第31卷1.5　Excel2003SPSS11.5.2　　　2.1　NH+4-NNH+4-N2.,NH+4-N,1d,4NH+4-N41%～64%,3d,、、、4NH+4-N89%,99%,85%,98%,93%,,NH+4-N,NH+4-N.7d,NH+4-N98%,4.7dNH+4-N,1.0mg/L,.1,NH+4-N,NH+4-N,;NH+4-N,,.1,-,NH+4-N0.12mg/L.2　NH+4-N2.2　NO-3-NNO-3-N3.NO-3-N,1d,3.9mg/L,;3d,NO-3-N,9.1mg/L,NO-3-N,;7d,NO-3-N6.8mg/L,3.5mg/L,NO-3-N;14dNO-3-N1.4mg/L,;28d,0.38mg/L,74%.,,,NO-3-N;,,NO-3-N.NH+4-NTN,NO-3-N.2.3　TNONTN4.1d,TN,,,TN24.82mg/L,TN9第9期　　　　　　　　　袁俊吉,等:稻田生态系统对污水中无机态氮的消纳21.24mg/L,TN.TN,.,TN,.,TN,2,.4TN,21d,、、、4TN71%,78%,71%,65%,71%,.3　NO-3-NON5.1d,ON,,,ON12.02mg/L,ON11.15mg/L,.,ON1d4.1mg/L,,ON.7d,ON,7d.14dON5.90mg/L,;3,ON2.60mg/L,.4　TN2.4　pHpH6.pH,.NH+4OH-,pH,,、NH+4,,pH.10西南大学学报(自然科学版)　　　　　投稿网址　　　　　第31卷5　ON6　pH3　　　1)N.3d,NH+4-N,3d93%;3dNH+4-N,.NH+4-N,NH+4-NNH+4-N(、-、NH+4):,,NH+4-N.,1～2d,NH+4-N.NH+4-N,();,NH+4-N,..,;,NH+4-N,,.,,..NH+4-N3d93%,3dNH+4-N.NO-3-N,3d,NO-3-N,9.1mg/L,NO-3-N6.NO-3-NNO-3-N,NO-3-NNH+4-N.,,,NH+4-N,,NO-3-N.、11第9期　　　　　　　　　袁俊吉,等:稻田生态系统对污水中无机态氮的消纳,.NO-3-N,NH+4-N.,NO-3-N,NO-3-N;,NH+4-N,,NO-3-NTN,,NO-3-NNO-3-N.,NO-3-N.1d,TN24.82mg/L,TN15mg/L,[27].TN,21dTN4.3mg/L,21dTN10.7mg/L;21dTN,,TNNH+4-N,TNNH+4-N.1d,ON,.ON,NH+4-NNO-3-N,ONON.,21d,ONTN50%,21d,ONTN,ON.,3,TN,TN0.2mg/L[28],TN,.2),,[29].,.,,,:①,,[30-31].,,,.②,,NO-3-N[32],(2NO-3-N1.4mg/L).3)N.,N.2.:,,,,,TN,1TN23.0mg/L,12.7mg/L,11.4mg/L,TN(15mg/L),,[33].,,,.,.4　　　,3,,TN71%.N.2.N.,N,.:[1],.[J].,1997,16(2):3-5.[2]　AlabamaDepartmentofPublicHealth(Amended,1992).RulesoftheStateBoardofHealthBureauofEnvironmental12西南大学学报(自然科学版)　　　　　投稿网址　　　　　第31卷andHealthServiceStandardsDivisionofCommunityEnvironmentalProtection[R].Washington,DC:U.S.Govern-mentPrintingOffice,1992,420(3-1).[3]　,,,.I.21[J].,2004,37(7):1008-1017.[4]　,.[J].,2002,22(3):291-299.[5]　,　.[J].,2008,394(4B):4-6.[6]　.[J].,2000,21(2):128-136.[7]　　,　,,.[J].(),2008,30(12):40-44.[8]　　,,　,.[J].(),2005,27(4):459-463.[9]　.[J].,1994,6(3):83-86.[10].[J].(),2002,20(2):58-60.[11]SenziaMA,MashauriDA,MayoAW.SuitabilityofConstructedWetlandsandWasteStabilisationPondsinWastewaterTreatment:NitrogenTransformationandRemoval[J].PhysicsandChemistryoftheEarth,2003,28:1117-1124.[12],.[J].(),2004,21(2):60-63.[13]　,.-[J].(),2006,31(4):79-85.[14]PoachME,HuntPG,VanottiMB,etal.ImprovedNitrogenTreatmentbyConstructedWetlandsReceivingPartiallyNitrifiedLiquidSwineManure[J].EcologicalEngineering,2003,20(2):183-197.[15]KadlecRH.TheEffectsofWetlandVegetationandMorphologyonNitrogenProcessing[J].EcologicalEngineering,2008,33(2-3):126-141.[16]GongZT.WetlandSoilsinChina.Wetland:CharacterizationClassificationandUtilization[M].IRRI,pilippines.1985.[17]GreenlandDJ.TheSustainabilityofRiceFarming[M].London:CABInternationalPublicationinAssociationwiththeInternationalRiceResearchInstitute,1998.110-113.[18],,　,.[J].,1996,10(3):312-316.[19],,,.“”Ⅱ.、[J].,43(2):256-260.[20]　,　,,.[J].,2004,10(4):343-348.[21].[M].:,2000.[22],,,.[J].,2008,27(4):14-24.[23],,,.[J].,2007,28(8):1770-1773.[24]　,,,.[J].,2006,20(5):92-94.[25],　,.、[J].,2001,21(4):475-480.[26],,　,.[J].,2006,38(6):727-733.[27]　,,,.[J].,2005,24(2):357-361.[28]SeinfeldJH,PandisSN.AtmosphericChemistryandPhysics[M].NewYork:Wiley,1998:1326.[29],.[M].:,2002.13第9期　　　　　　　　　袁俊吉,等:稻田生态系统对污水中无机态氮的消纳[30],,,.、[J].,2008,45(3):466-475.[31],　,,.[J].,2003,24(1):113-116.[32],.[J].,1987(4):82-85.[33]　,,,.①—[J].,2002,(4):210-214.InorganicNitrogenSequestrationinRice-BasedEcosystemsYUANJun-ji,　MAYong-yu,　ZHOUXin-bin,JIANGXian-jun,　XIEDe-tiSchoolofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400715,ChinaAbstract:Agriculturalnon-po