太湖流域水稻节水减排灌溉技术应用分析

杨　斌，陈　潇，张永健，姚淑君，臧贵敏，尤炎煌

（1.水利部太湖流域管理局，200434，上海；2.上海工艺美术职业学院，201801，上海）

太湖流域位于我国东南沿海、长江三角洲的核心区域，流域面积36 895 km2，是农、林、牧、渔业全面发展的综合性农业区域，灌溉主要耗水作物为水稻，部分地区也种植蔬菜、瓜果、花卉等用水量较大的经济作物，但种植面积较小；其他作物，如麦类、油菜、苗木等，一般年份灌溉水量较小。水稻种植面积占耕地面积的80%左右，水田灌溉用水量占农业用水量的85%以上，水田面源污染已经成为农业面源污染的主要来源。实施水稻节水减排灌溉技术，提高水稻灌溉的水肥利用率，减少灌溉污水排入河网是太湖流域控制农业用水量和降低农业面源污染的重要途径之一。

近年，太湖流域始终把发展农业节水灌溉，特别是发展节水减排高效节水灌溉作为缓解水资源短缺矛盾、提高用水效率、促进农业产业结构调整、增加农民收入的重要举措，在政策上扶持、资金上投入、技术上指导，取得了显著成效。各地开展了大量的水稻节水减排研究与实践，根据不同的自然条件发展形成多种技术模式。

一、水稻节水减排灌溉技术类型分析

节水减排的核心是通过节水灌溉工程建设、排水沟和塘堰生态改造，配套非工程措施和农艺措施，实现科学灌溉、水肥高效利用，减少入湖（河）、库的面源污染负荷，改善生态环境，提高农业综合生产能力。水稻具有湿生性，传统培育方为淹灌，但从作物生长角度看，适度灌溉有利于作物的成长。采取节水灌溉技术不仅能减少水资源的浪费，还能从一定程度上减少农业面源污染排放。水稻节水减排灌溉可从作物需用水、灌溉输配水及田间灌溉系统两方面考虑。根据节水灌溉的不同方法，又可以将节水灌溉技术分为生物节水、农艺节水、工程节水和管理节水等类型。

1.生物节水技术

生物节水技术主要包括改良水稻品种、培育抗旱水稻品种及抑制植物蒸腾作用的相关技术，如合理使用保水剂、复合包衣剂、黄腐酸及多功能抑蒸抗旱剂和“ABT”生根粉等，达到抑制作物生长发育过程中的过度蒸腾、奢侈耗水，促进根系对土壤深层储水的利用。

2.农艺节水技术

①平整土地：提高灌水均匀度不但可以节水还可以提高作物品质和产值。目前美国等发达国家普遍采用激光平整土地技术。

②调整种植结构：太湖流域种植的水稻以优质晚稻或中稻为主，多种作物合理配置的种植结构能够有效缓解土壤板结硬化等问题，有利于土壤保肥增肥。

③采用合理高效的水肥结合模式：传统的高投入高消耗农业模式造成资源浪费，同时也导致土壤硬化板结等问题。采用科学的节水灌溉制度结合适宜的施肥模式，不仅能使作物增产，还能保护土壤及周围环境。

3.工程节水技术

推广应用较多的主要有低压管道输水灌溉技术、渠道防渗技术及生态排水设施建造技术。

①管道输水：低压管道输水灌溉简称“管灌”，是利用低压管道代替渠道输水的一种灌水方法。采用地埋硬塑料管、地埋混凝土管、地面锦纶、维纶涂塑软管输水或地面塑料薄膜软管输水，以提高灌溉的输配水效率。

②渠道防渗：渠道防渗技术是指为减少渠道的透水性或建立不易透水的防护层而采取的各项技术措施。主要是在地表水灌区采用土料、石料、膜料、混凝土或沥青混凝土等材料，对渠道进行衬砌，建立渠道防渗层来提高灌溉的输配水效率。

③泵站配套改造：为满足灌溉系统要求，方便群众生产、生活和交通，便于水量调配和计量，对地表水灌区闸、涵、桥、渡槽、跌水等渠系建筑物进行配套完善和更新改造，以提高灌溉的输配水利用率；对提水泵站装置效率进行测试和节能技术改造。

④排水配套设施：在灌区改造建设中，加强稻田排水渠道硬化升级，因地制宜建设稻田尾水净化湿地，构建“衬砌渠道-稻田-生态沟-河道湿地”“低压管道-稻田-生态沟-经济湿地”“稻田-生态沟-湿地-泵站”等模式下的灌溉-排水-湿地协同运行的节水减排工程体系。

4.管理节水技术

水稻灌溉用水的管理节水，指按照灌溉水源可供水量，灌区各级配水渠道技术参数，以输配水水量损失较小且确保产量为目标，确定灌水时间、灌溉次数和灌水定额，减少用水和排水。

二、太湖流域水稻节水减排灌溉主要模式

从管理节水研究角度，根据流域气候、水资源分布等自然条件，太湖流域主要采用的节水灌溉技术有控制灌溉、薄露灌溉和“薄、浅、湿、晒”灌溉三种模式，同时加强节水减排高效节水灌溉建设。江苏省主要采用“浅湿灌溉”“控制灌溉”模式，浙江省主要采用 “薄露灌溉”“间歇灌溉”模式，上海市主要采用“薄、浅、湿、晒”模式。

1.浅湿灌溉

根据水稻移栽到大田后各生育期的需水要求开展灌溉和排水，为达到水稻生长期节水、增产的目标，主要技术特点有薄水插秧、浅水返青、分蘖前期湿润、分蘖后期晒田、拔节孕穗期回灌薄水、抽穗开花期保持薄水、乳熟湿润、黄熟期湿润勤落干等。作物生长期2/3的时间田间几乎没有水层，其渗漏量接近于零。田间没有水层时，棵间蒸发属于土壤蒸发，而土壤蒸发量比水面蒸发量少得多。水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉技术特点与“浅湿”灌溉类似。

2.控制灌溉

主要是指秧苗移栽大田后，田面保持薄水层返青活苗（甚至不保持水层采用湿润灌溉即可），返青后的各个生育阶段不再建立灌溉水层，将根层土壤水分作为控制指标来确定灌水时间和灌水定额。饱和含水率作为土壤水分控制上限，在水稻不同生育阶段，以土壤饱和含水率的60%～70%为下限，显著减少了灌水次数和灌溉水量，有效减少了棵间蒸发及田间渗漏。

3.薄露灌溉

水稻薄露灌溉是浅水与湿润交替的水管理方式，“灌水要薄，适时落干露田”。“薄”是指灌溉水层薄；“露”是指田面表土要常露出来，表层土面不长期淹水。水稻薄露灌溉颠覆了长期淹灌的观念，在维持水稻生长的生态条件下，显著地减少了灌溉水量。

4.间歇灌溉

返青期保持灌溉水层，分蘖后期晒田（晒田方法如“浅、湿、晒”模式），黄熟落干，其他生长阶段采取浅水层和无水层相间的灌溉方式，依据不同的土壤、水分条件分别采用重度间歇淹水和轻度间歇淹水。其中，轻度间歇淹水的方式接近于湿润灌溉，前述浙江省推广的薄露灌溉也与此类似。

5.节水减排高效节水灌溉建设

为实现太湖流域水稻种植“少灌水、高利用、低排放”目标，使得生产条件明显改善、水肥利用效率明显提升、重点区域农业排放水质明显好转，在加强灌溉渠系和排水沟道配套改造的同时，突出管道输水灌溉等高效节水灌溉工程模式，兼顾相关的小型水源工程和农村河塘清淤整治工程。

三、太湖流域水稻节水减排措施应用形势分析

1.推广水稻节水减排技术的有利条件

太湖流域各级政府部门大力支持农田水利建设，工程建设配套资金、工作经费得到了一定保障，这些都为节水减排技术的推广提供了良好基础。节水减排技术推广适应了农业现代化，随着农村劳动力转移，村庄空心化问题日益突显，需要减少农业生产中水、肥、劳动力的投入，改善农田灌溉排水基础设施，推广应用节水、节肥、节地、省工、增产、增效的综合技术。同时群众要求治理水污染、改善环境的愿望越来越强烈，为节水减排技术推广提供了有利条件。

2.水稻节水减排潜力巨大

太湖流域目前只有一半的灌溉面积采用了节水灌溉技术，若对流域内90%以上的水稻种植面积采用节水灌溉和水肥综合调控技术，提高灌溉水和肥料的有效利用率，可大大减少水稻灌溉用水量和排污量。因此，太湖流域水稻节水减排潜力极大。同时，典型区节水减排试验为节水减排技术在全流域的全面推广打下了良好基础，并可提供有力的技术支持。

3.推进水稻节水减排面临的主要问题

灌溉节水工程配套滞后。随着太湖流域城镇化、工业化的快速推进，基本农田大量减少，农田灌溉设施遭到破坏，同时流域内许多灌溉设施由于使用年限较长出现陈旧老化现象，灌溉工程配套设施改造更新滞后，已经不能适应节水减排技术推广的要求。

用水监测管理滞后。太湖流域地处平原河网地区，灌溉水利用水泵就近从河道抽取，水稻灌区大灌大排或长流水、不计量、不收水费等现象突出，农业用水管理薄弱，普遍存在不缺水但缺好水的问题。

水肥利用率低。要在保证高产的情况下，减少化肥施用量，控制化肥的排出量，这涉及精细灌排模式的应用。

四、思考与建议

太湖流域水稻节水减排的主要目标是大力推进以高效节水灌溉和水稻节水灌溉为重点的节水减排工程建设与改造，加强农田排水工程和农村水生态建设，建立工程良性运行长效体制机制，基本实现农田灌溉“少用水、高利用、低排放”，使农业生产条件明显改善，农业水肥利用效率明显提高，重点湖泊与河流水污染防治区及水源保护区域内的农田排放水质明显好转。根据太湖流域平原河网区农业灌溉的特点，提出太湖流域节水减排技术推广与应用建议如下：

1.促进水稻节水灌溉技术推广

太湖流域的农田灌溉水利用系数虽然高于全国平均水平，但水稻灌溉方式总体偏粗放，节水潜力空间很大。近年流域各省市均大力推广浅湿灌溉、薄露灌溉和控制灌溉等节水灌溉模式，在试点地区均取得了良好成效。要加快水稻节水灌溉技术推广，开展水稻节水灌溉技术的推广应用，建设万亩推广示范片，普及水稻节水灌溉和田间水肥综合调控技术。加强技术培训和指导，扩大辐射带动范围。建议在江苏继续推广水稻控制灌溉技术，浙江继续推广水稻薄露灌溉技术，上海推广间歇灌溉和湿润灌溉技术。在此基础上，流域内大力推广田间水肥综合调控技术，力争使流域水稻节水灌溉面积占水稻灌溉面积的90%以上。选择部分面源污染严重、水生态问题突出的典型区域，建立节水减排规模化示范工程。

2.提高水肥利用率，利用生态净化系统控制农田面源污染

农田面源污染的治理是一项复杂的系统工程。从源头看，太湖流域种植业高投入、高产出的特点造成流域的化肥投入量明显过高，需要开展化肥施用方案的相关研究。从排放环节看，排水问题在减少农田面源污染的问题中容易被忽视。提高太湖流域水稻灌溉的水肥利用效率，降低农田面源污染是流域面临的两个重要问题。兴建低压管道输水灌溉工程，推广水肥一体化技术，采用精细灌排模式，可显著提高田间水肥利用效率。注重人工湿地生态系统的保护和修复，利用自然界中现成构建的稻田湿地生态系统来净化水质和减少面源污染；保护稻田湿地面积、生态沟，着力保护稻田湿地原生状态，维护稻田湿地生态系统稳定性。提高稻田湿地生态系统修复和保护的管理支撑能力。

3.加强节水工程建设，提高灌溉水利用率

节水灌溉工程建设对减少灌溉输水损失、提高灌溉水利用率和灌溉保证率、缩短灌水周期、提高灌水质量和供水及时性具有非常重要的作用，是水稻节水减排的基础。要构建完善的灌排工程体系，加固改造病险、渗漏、老化、淤积的塘坝及堰坝、泵站等小型水源工程，提高灌溉供水能力和纳蓄地表径流能力，减少面源污染；兴建标准化的渠道及渠系建筑物，改造完善水源到田间、骨干渠道到田间的输水渠道，提高输水效率，为推广节水灌溉制度提供设施保障。

4.建立节水减排推广管理体制和机制

太湖流域属于传统的丰水地区，农户取排水十分便利，缺乏节水意识，因此要采用政策措施进行引导，推行节水奖励制度调动农民节水的积极性和自觉性。推进农业水价综合改革，探索适合农田水利工程特点的产权制度，明确工程主体，落实管护责任，建立持续运行的管护机制。健全技术推广服务体系，构建以灌溉试验站网为依托，基层水利（流域）站、专业服务组织为基础的农田水利技术推广服务体系，有效指导科学灌溉，大力推广先进技术，充分发挥工程效益。

参考文献：

[1]王爱国.关于发展节水灌溉的方向与对策思考[J].中国水利，2011（6）.

[2]韩栋，赵越.我国粮食安全与节水灌溉问题的探讨[J].中国水利，2011（15）.