水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)

郭 攀

水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)

郭 攀

編者按：2015年12月1日科技部、環(huán)境保護(hù)部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部發(fā)布了《節(jié)水治污水生態(tài)修復(fù)先進(jìn)適用技術(shù)指導(dǎo)目錄》?！赌夸洝钒ü?jié)水、治污、水生態(tài)修復(fù)先進(jìn)適用技術(shù)成果152項(xiàng)，涵蓋了節(jié)水、城鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、農(nóng)村及面源污染治理、水生態(tài)修復(fù)和監(jiān)測(cè)預(yù)警等6個(gè)方面。本刊從本期開始陸續(xù)對(duì)相關(guān)技術(shù)成果進(jìn)行介紹，希望通過這一平臺(tái)，搭建起供需雙方對(duì)接的橋梁，以加快節(jié)水、治污、水生態(tài)修復(fù)先進(jìn)適用技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。

概述

水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，也是耗水、耗肥最多的糧食作物，稻田農(nóng)業(yè)面源污染排放所導(dǎo)致的水環(huán)境問題十分突出。我國(guó)水稻產(chǎn)量占糧食作物總產(chǎn)量的35.2%，用水量占農(nóng)業(yè)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《第一次全國(guó)污染普查公報(bào)》顯示農(nóng)業(yè)污染源主要來自總氮、總磷及COD排放。目前，從節(jié)水、增產(chǎn)角度研究水稻節(jié)水灌溉的成果很多，但全面考慮節(jié)水、增產(chǎn)、減排綜合調(diào)控技術(shù)較少。

廣西壯族自治區(qū)灌溉試驗(yàn)中心站從1981年開始致力于水稻灌溉施肥制度試驗(yàn)研究。試驗(yàn)研究結(jié)合水稻灌溉施肥制度試驗(yàn)成果及“948”項(xiàng)目“快速滲濾與濕地綜合管理技術(shù)”研究成果，制定出以節(jié)灌、節(jié)肥、控排及人工濕地綜合技術(shù)為核心的農(nóng)業(yè)面源污染污水處理組合工藝。該工藝成功應(yīng)用于廣西桂林市青獅潭灌區(qū)10萬畝（1 畝=1/15hm2，下同）、桂林市臨桂縣義江灌區(qū)5萬畝水稻，具備廣泛推廣價(jià)值與應(yīng)用前景。2015年，水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)入選科技部、環(huán)境保護(hù)部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部發(fā)布的《節(jié)水治污水生態(tài)修復(fù)先進(jìn)適用技術(shù)指導(dǎo)目錄》。

春季植物試驗(yàn)處理現(xiàn)狀

冬季植物試驗(yàn)處理現(xiàn)狀

系統(tǒng)簡(jiǎn)介

水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)基本原理是：田間采用水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉和水肥耦合技術(shù)，田間排出的污水再通過“灌溉—排水—濕地”綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行凈化。具體是：

①根據(jù)水稻各個(gè)生育期的需水規(guī)律與水肥耦合機(jī)理，制定出節(jié)水節(jié)肥高產(chǎn)的灌溉制度（見表1）。

表1　水稻各生育期灌溉施肥制度主要參考方法

②利用以上優(yōu)化灌溉制度確定田間的灌溉定額與渠系的配水流量，達(dá)到控制定額管理的目的。根據(jù)水稻各生育期需水量，采用總量控制，即田間灌水量（m3/畝），推算出渠首開放流量（m3/s），再利用流量與水位關(guān)系，得出渠首控制水深（m），制定各個(gè)時(shí)期的灌水計(jì)劃表，按用水計(jì)劃放水，達(dá)到總量控制的目的，實(shí)現(xiàn)田間與渠系的有機(jī)結(jié)合。

③利用生態(tài)溝人工濕地快速滲濾系統(tǒng)對(duì)農(nóng)田排水進(jìn)行凈化處理。通過節(jié)水節(jié)肥技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染源頭進(jìn)行攔截，達(dá)到減排的目的，利用田間節(jié)水技術(shù)與渠系節(jié)水管理技術(shù)及人工濕地管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)水資源高效利用。

水稻試驗(yàn)監(jiān)測(cè)

應(yīng)用案例及成果

水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)于2008年5月至2009年12月應(yīng)用于臨桂縣義江灌區(qū)1萬畝稻田，取得顯著的應(yīng)用效果，得到臨桂縣義江灌區(qū)技術(shù)人員及當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的一致好評(píng)，取得的主要成果包括：

①技術(shù)指標(biāo)。與傳統(tǒng)灌溉方式相比，節(jié)約灌溉用水10%，糧食增產(chǎn)20kg/畝，減少化肥、農(nóng)藥的使用量各約5%，相應(yīng)減少肥料、農(nóng)藥支出約5%，進(jìn)行循環(huán)利用減少農(nóng)田排水中氮、磷元素的流失22%，早稻總氮去除率48%，總磷去除率60%；晚稻總氮去除率70%，總磷去除率83%。

②理論創(chuàng)新。將水稻節(jié)水節(jié)肥灌溉技術(shù)、渠系量水技術(shù)及生態(tài)溝人工濕地快速滲濾系統(tǒng)三者相結(jié)合，改進(jìn)了以往單一的節(jié)水灌溉技術(shù)，從源頭減量、過程攔截、養(yǎng)分再利用三道防線上治理農(nóng)業(yè)面源污染，為水稻節(jié)水增產(chǎn)減排灌溉綜合技術(shù)的進(jìn)一步推廣開拓了新的思路。

水稻試驗(yàn)基地

推廣應(yīng)用前景

①符合國(guó)家政策及行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)符合“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時(shí)期水利工作方針與生態(tài)文明建設(shè)要求，可實(shí)現(xiàn)節(jié)水、減排、防污、增產(chǎn)、增效。

②投資運(yùn)行費(fèi)用低。根據(jù)應(yīng)用區(qū)實(shí)踐得出：水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)投資費(fèi)用僅需42.4元/畝，運(yùn)行費(fèi)用僅需5.5元/畝。同時(shí)南方水稻種植區(qū)堰塘濕地較多，可對(duì)渠系簡(jiǎn)單改造聯(lián)合堰塘構(gòu)成生態(tài)溝人工濕地快速滲濾系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，使用壽命長(zhǎng)，有利于進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

③在南方進(jìn)行節(jié)水灌溉推廣有一定的群眾基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年代，廣西曾大規(guī)模地推廣“薄、淺、濕、曬”灌溉技術(shù)，產(chǎn)生了巨大的節(jié)水增產(chǎn)效益，農(nóng)民得到了實(shí)惠。水稻節(jié)水減排防污綜合調(diào)控技術(shù)是在“薄、淺、濕、曬”灌溉技術(shù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展?？傮w而言，該技術(shù)通俗易懂，農(nóng)戶容易掌握，極易在全國(guó)相應(yīng)的地區(qū)大面積推廣應(yīng)用。

郭攀，廣西農(nóng)業(yè)灌溉排水工程技術(shù)研究中心，助理工程師）