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水稻是我国主要的粮食品种,种植面积所占比重大,水稻种植过程中产生的污染问题是众多环境问题中重要的一项。本研究对湖南长沙地区水稻种植区污染物地表径流流失进行模拟与实测检测并建立计算模型,研究水稻种植区污染物(总氮、总磷)在地表径流中的负荷及迁移规律。总结出适合于南方地区的水稻种植径流污染测算方法,为水稻种植污染负荷监测计算提供技术支撑,为完善水稻种植基数系统提供计算方法。研究结论总结如下:(1)径流量与降雨量正相关关系显著,但不是直线关系。径流量(Y/L·m-2)与降雨量(X/mm)的关系方程为Y=1.078e0.053x,R2=0.952,显著性较强。方程适用于南方普遍的水稻土水稻田,且降雨强度在4.5mm/5min以下。(2)田面水总氮(TN)在施基肥后15天内和施追肥后15天内浓度较高,田面水总磷(TP)在施基肥后30天内浓度值较高,可根据田面水总氮、总磷浓度变化情况适时进行施肥并控制灌排水等可能导致总氮(TN)、总磷(TP)流失的生产活动。(3)当时间大于7天时,施基肥后田面水总氮(TN)浓度与时间的关系的计算公式为Y(TN)=764.2e-1.29x;施追肥后田面水总氮(TN)浓度与时间的关系的计算公式为Y(TN) =8.433X-0.51:施基肥后田面水总磷(TP)浓度与时间的关系的计算公式为Y(TP) =14.82e-0.63x。当时间小于等于7天时,施基肥后田面水总氮(TN)浓度与时间的关系的计算公式为Y(TN)=4.180X2-22.94X+179.2;施追肥后田面水总氮(TN)浓度与时间的关系的计算公式为Y(TN)=0.249X2-3.257X+12.44;施基肥后田面水总磷(TP)浓度与时间的关系的计算公式为Y(TP)=-0.102X2+1.456X+1.021.Y(TN)为总氮(TN)浓度(单位:mg/L),Y(TP)为总磷(TP)浓度(单位:mg/L),X为测量时间(单位:天)。方程适用于南方普遍的水稻土水稻田,普遍水稻种植品种的MNK施肥水平下,未发生降雨时的田面水总氮、总磷浓度计算。(4)径流水总氮、总磷浓度与降雨前田面水总氮、总磷浓度呈正相关,但不是简单的直线关系。径流水总氮、总磷浓度与径流产生量呈负相关,也非简单的直线关系。径流水总氮(TN)浓度的计算方程为Z=1.141X-0.056Y,径流水总磷(TP)浓度的计算方程为Z=0.78X-0.002Y。Z为径流水总氮(TN)或总磷(TP)浓度,单位mg/L.X为降雨前田面水总氮(TN)或总磷(TP)浓度,单位mg/L.Y为径流水量,单位L。方程可用于南方普遍的水稻土水稻田,普遍水稻种植品种的MNK施肥水平下的径流水总氮、总磷浓度值计算。(5)自然降雨情况下,径流水总氮、总磷流失总量与降雨量(径流产生量)无明显的相关性,其值是受到降雨前田面水总氮、总磷浓度(降雨时间)以及降雨量(径流产生量)共同作用的结果。总氮(TN)的理论流失量与实际流失量的比值基本稳定在1.5左右,总磷(TP)的理论流失量与实际流失量的比值基本稳定在1.3左右,得出总氮(TN)的相关系数值a(TN)为1.5732,总磷(TP)的相关系数值α(TP)为1.3672。(6)经修正汇总后,总氮(TN)和总磷(TP)的流失计算公式分别为:TN=1.229998αNYSe0.053x-O.0650767αNS2e0.106x TP=0.84084αpYSe0.053x-2.324168×10-3αpS2e0.106x其中,TN和TP分别为总氮流失量和总磷流失量,单位:mg;x为降雨量,单位:mm;Y为降雨前田面水总氮、总磷浓度(值由第四章中不同时间段的浓度计算公式得出),单位:mg/L;S为水稻田面积,单位m2;α、和αP分别为总氮(TN)的相关系数和总磷(TP)的相关系数,无单位;e为自然常数。以上公式适用于南方地区水稻土水稻田,普遍水稻种植品种的MNK施肥水平下的水稻田总氮、总磷流失计算。