水稻节水减排防污综合调控技术

郭 攀

水稻节水减排防污综合调控技术

郭 攀

编者按：2015年12月1日科技部、环境保护部、住房城乡建设部、水利部发布了《节水治污水生态修复先进适用技术指导目录》。《目录》包括节水、治污、水生态修复先进适用技术成果152项，涵盖了节水、城镇污水治理、工业废水治理、农村及面源污染治理、水生态修复和监测预警等6个方面。本刊从本期开始陆续对相关技术成果进行介绍，希望通过这一平台，搭建起供需双方对接的桥梁，以加快节水、治污、水生态修复先进适用技术成果的转化与应用。

概述

水稻是我国最重要的粮食作物之一，也是耗水、耗肥最多的粮食作物，稻田农业面源污染排放所导致的水环境问题十分突出。我国水稻产量占粮食作物总产量的35.2%，用水量占农业灌溉用水量的55%～65%，氮肥用量比世界平均水平高1倍。2010年公布的《第一次全国污染普查公报》显示农业污染源主要来自总氮、总磷及COD排放。目前，从节水、增产角度研究水稻节水灌溉的成果很多，但全面考虑节水、增产、减排综合调控技术较少。

广西壮族自治区灌溉试验中心站从1981年开始致力于水稻灌溉施肥制度试验研究。试验研究结合水稻灌溉施肥制度试验成果及“948”项目“快速渗滤与湿地综合管理技术”研究成果，制定出以节灌、节肥、控排及人工湿地综合技术为核心的农业面源污染污水处理组合工艺。该工艺成功应用于广西桂林市青狮潭灌区10万亩（1 亩=1/15hm2，下同）、桂林市临桂县义江灌区5万亩水稻，具备广泛推广价值与应用前景。2015年，水稻节水减排防污综合调控技术入选科技部、环境保护部、住房城乡建设部、水利部发布的《节水治污水生态修复先进适用技术指导目录》。

春季植物试验处理现状

冬季植物试验处理现状

系统简介

水稻节水减排防污综合调控技术基本原理是：田间采用水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉和水肥耦合技术，田间排出的污水再通过“灌溉—排水—湿地”综合管理系统进行净化。具体是：

①根据水稻各个生育期的需水规律与水肥耦合机理，制定出节水节肥高产的灌溉制度（见表1）。

表1　水稻各生育期灌溉施肥制度主要参考方法

②利用以上优化灌溉制度确定田间的灌溉定额与渠系的配水流量，达到控制定额管理的目的。根据水稻各生育期需水量，采用总量控制，即田间灌水量（m3/亩），推算出渠首开放流量（m3/s），再利用流量与水位关系，得出渠首控制水深（m），制定各个时期的灌水计划表，按用水计划放水，达到总量控制的目的，实现田间与渠系的有机结合。

③利用生态沟人工湿地快速渗滤系统对农田排水进行净化处理。通过节水节肥技术对农业面源污染源头进行拦截，达到减排的目的，利用田间节水技术与渠系节水管理技术及人工湿地管理技术实现水资源高效利用。

水稻试验监测

应用案例及成果

水稻节水减排防污综合调控技术于2008年5月至2009年12月应用于临桂县义江灌区1万亩稻田，取得显著的应用效果，得到临桂县义江灌区技术人员及当地农民的一致好评，取得的主要成果包括：

①技术指标。与传统灌溉方式相比，节约灌溉用水10%，粮食增产20kg/亩，减少化肥、农药的使用量各约5%，相应减少肥料、农药支出约5%，进行循环利用减少农田排水中氮、磷元素的流失22%，早稻总氮去除率48%，总磷去除率60%；晚稻总氮去除率70%，总磷去除率83%。

②理论创新。将水稻节水节肥灌溉技术、渠系量水技术及生态沟人工湿地快速渗滤系统三者相结合，改进了以往单一的节水灌溉技术，从源头减量、过程拦截、养分再利用三道防线上治理农业面源污染，为水稻节水增产减排灌溉综合技术的进一步推广开拓了新的思路。

水稻试验基地

推广应用前景

①符合国家政策及行业发展趋势。水稻节水减排防污综合调控技术符合“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”新时期水利工作方针与生态文明建设要求，可实现节水、减排、防污、增产、增效。

②投资运行费用低。根据应用区实践得出：水稻节水减排防污综合调控技术投资费用仅需42.4元/亩，运行费用仅需5.5元/亩。同时南方水稻种植区堰塘湿地较多，可对渠系简单改造联合堰塘构成生态沟人工湿地快速渗滤系统，系统运行平稳，使用寿命长，有利于进一步推广应用。

③在南方进行节水灌溉推广有一定的群众基础。20世纪90年代，广西曾大规模地推广“薄、浅、湿、晒”灌溉技术，产生了巨大的节水增产效益，农民得到了实惠。水稻节水减排防污综合调控技术是在“薄、浅、湿、晒”灌溉技术基础上的进一步发展。总体而言，该技术通俗易懂，农户容易掌握，极易在全国相应的地区大面积推广应用。

郭攀，广西农业灌溉排水工程技术研究中心，助理工程师）