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近年來，隨著水環(huán)境問題的突出以及點源污染治理水平的相對提高，非點源污染尤其是化肥、農(nóng)藥的大量使用而引起的農(nóng)業(yè)非點源污染問題日益引起人們的關(guān)注和重視。大規(guī)模的水稻種植將導(dǎo)致一系列的生態(tài)環(huán)境問題，如稻田退水污染地表水水質(zhì)等。

滇池外海流域的污染負(fù)荷中，來自農(nóng)業(yè)非點源污染的總氮、總磷和化學(xué)需氧量分別占污染總負(fù)荷的60%~70%、50%~60%和30%~40%；農(nóng)業(yè)非點源氮負(fù)荷占入湖總氮負(fù)荷的77%，磷占33.4%；巢湖流域農(nóng)業(yè)非點源污染氮、磷負(fù)荷分別占入湖總量的74%和68%。

我國東北地區(qū)地表水受面源的影響也十分明顯，大型湖庫松花湖、石頭口門水庫、月亮湖、大伙房水庫、鏡泊湖、五大連池、連環(huán)湖等均不同程度受到農(nóng)田面源污染的影響。但是，不可忽略的是大規(guī)模的水稻種植必然導(dǎo)致一系列的生態(tài)環(huán)境問題，如蓄水調(diào)洪功能下降、水土流失加劇、土壤肥力下降和生產(chǎn)力降低等。

這些無法規(guī)避的生態(tài)環(huán)境問題將對區(qū)域糧食生產(chǎn)和飲水安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。此外，由于水田在肥水管理和地面覆蓋方面均與旱田有很大差異，水田的面源污染輸出負(fù)荷與旱田差別也較大。

1、稻田面源污染現(xiàn)狀及成因

據(jù)統(tǒng)計，我國稻田面積所占比例較大的區(qū)域為太湖流域，該流域通過稻田進(jìn)入太湖的氮素占入湖總氮量的72%~78%。對西湖流域面源調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在入湖口河流水質(zhì)影響的面源污染物中，氮、磷單位面積負(fù)荷均以稻田最高。造成這些現(xiàn)象的主要成因之一是過量使用化肥、農(nóng)藥。

稻田施肥氮磷的流失產(chǎn)生嚴(yán)重的非點源污染，是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要因素。農(nóng)民普遍認(rèn)為水稻產(chǎn)量與施肥量呈單一正比例，為提高產(chǎn)量往往過量施用肥料，導(dǎo)致部分地區(qū)的土壤殘余氮磷增高，土壤深層殘余的氮磷無法被水稻吸收而通過淋溶損失和地表徑流等流失至各水體，造成水體的面源污染。

同時化肥施用比例過高，有機(jī)肥比重較少，導(dǎo)致土壤物理性狀變差、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)遭到破壞、止塊板結(jié)、保水保肥能力降低，從而加大了養(yǎng)分的地表徑流，養(yǎng)分流失加劇。我國傳統(tǒng)的水稻長期淹灌與大量施化肥的模式。

造成農(nóng)田地表排水量和滲漏率較大，隨著排水和滲漏水流出農(nóng)田的氮磷等污染物數(shù)量大。目前不少地區(qū)仍采用的這種常規(guī)淹灌的灌排模式，往往存在灌溉水利用系數(shù)低、灌溉定額偏高等問題，加劇了農(nóng)業(yè)面源污染。

2、退水污染

在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐過程中，稻田退水設(shè)施雖然能夠積極地促進(jìn)農(nóng)作物生長、改善田間農(nóng)耕管理、抵御洪澇災(zāi)害、提高國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。但是它還具有污染生態(tài)水環(huán)境的能力，特別是水中沉積物和化學(xué)物質(zhì)極易造成地下水和地表水氮磷污染物超標(biāo)。近年來對黃河寧夏段污染源解析的結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中氮磷的使用嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厮w質(zhì)量，導(dǎo)致水質(zhì)不斷惡化。

3、灌區(qū)退水污染形成機(jī)理

區(qū)退水污染形成的機(jī)理較為清晰，首先由于研究試驗區(qū)采用淹灌制，其退水量僅與淹灌水位高度有關(guān)，而取水量則與作物總需水量相關(guān)，隨著作物的生長周期的田間蒸發(fā)、葉面蒸發(fā)等而上升，一部分污染物隨取水量進(jìn)入田間系統(tǒng)，隨著水分的蒸散與作物吸收，部分污染物被殘留在田間系統(tǒng)。

而通過對淹灌高度、施肥量的分析，可以看到施肥量對田間水污染物濃度的影響都是較為顯著的，當(dāng)使用大施肥量的情況下，總氮、總磷等污染物都有上升；而在水平分布上，則出現(xiàn)了從進(jìn)水干渠到田間系統(tǒng)污染物濃度上升，再到排水有個下降的趨勢。

為避免垂向下滲土壤截留對退水污染機(jī)理的影響，我們進(jìn)行了垂直方向的研究，結(jié)果顯示，總氮和氨氮含量在0-60cm土層中有隨著監(jiān)測時間的推移其濃度峰值有個逐漸下移的趨勢，其他污染物變化并不劇烈，這說明在剛施肥時高濃度的氮隨時間逐漸下滲，而且其峰值濃度逐漸降低。

土壤截留對氮的初始值有一定的影響，對其他污染物以及氮的退水污染機(jī)理的影響較小；同時，為避免水平方向側(cè)向滲水土壤截留對退水污染機(jī)理的影響，我們進(jìn)行了田邊土壤水平方向的研究，結(jié)果顯示其側(cè)向滲水土壤截留現(xiàn)象與垂直滲水結(jié)果一致，僅對氮的初始值有一定影響，對其他污染物以及氮的退水污染機(jī)理影響較小。

通過對不同時段退水的水污染負(fù)荷量計算，可以看到其中TN、TP、氨氮、硝態(tài)氮的負(fù)荷量以第二次退水為最大。這主要由于第一次為泡田之后退水，田間水停留時間較短，水中污染物含量較小，而且排水量較小，所以其退水中污染物負(fù)荷量較小。

第二次退水是在農(nóng)作物返青期，農(nóng)田剛施完返青肥，而且此時農(nóng)作物植株較小所能吸收的營養(yǎng)元素有限，第一次退水和第二次退水之間農(nóng)田水停留時間較長，停留在農(nóng)田水中的營養(yǎng)元素隨取水量與蒸發(fā)量的增加不斷累積，并且第二次退水是由于暴雨天氣引起的非正常退水，雖然其退水量相比第三次退水量不是最大，氮由于其高濃度的污染物含量，第二次退水的污染物負(fù)荷量最大。

4、巧用“加減法” 稻田退水“零直排”

走進(jìn)浙江省嘉興桐鄉(xiāng)市濮院鎮(zhèn)，綠油油的水稻隨風(fēng)搖曳，初看與普通農(nóng)田并無兩樣，近看才發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田旁的溝渠里多了蓮花、菖蒲等水生植物和陶粒?！暗咎锿怂诖顺恋?、凈化后，再流入河湖?！蓖┼l(xiāng)市農(nóng)業(yè)生態(tài)建設(shè)指導(dǎo)中心主任周雪娥說，經(jīng)過過濾，水中的氮、磷含量可分別下降10%和30%以上。

桐鄉(xiāng)生態(tài)溝渠的打造是嘉興推進(jìn)稻田退水“零直排”的一個縮影。作為“浙北糧倉”，嘉興擁有125萬畝稻田，但由于水網(wǎng)密布、地處太湖流域下游等原因，農(nóng)業(yè)面源污染比較突出。尤其每年水稻種植期，人工排水和降雨等都會帶走大量氮肥、磷肥，分別占全市水污染物氮、磷排放總量的14%和17%，易造成周邊水塘及河湖富營養(yǎng)化。

為此，嘉興利用綠色“加減法”，因地制宜增設(shè)生態(tài)溝渠、攔截壩等，生態(tài)化改造斷頭浜、閑置池塘，并從源頭減少肥料、農(nóng)藥輸入，構(gòu)筑生態(tài)優(yōu)循環(huán)。目前，全市已建成總長度達(dá)39公里的48條生態(tài)河渠。同時，對符合要求的稻田退水“零直排”工程給予每畝最高3000元的補(bǔ)助。如今，嘉興5萬畝試點稻田的退水氮磷總量下降30%左右，預(yù)計到2025年底“零直排”試點可覆蓋全市60萬畝以上稻田。

巧設(shè)濕地，讓稻田退水“無處可逃”。漫步平湖市廣陳鎮(zhèn)趙家兜灌區(qū)，170畝農(nóng)田周邊，17個退養(yǎng)魚塘內(nèi)綠意盎然，池水清澈見底?！棒~塘內(nèi)的水通過泵站，依次進(jìn)入灌溉渠道、稻田，再經(jīng)生態(tài)溝渠過濾后回流到魚塘，實現(xiàn)整個灌區(qū)灌排水循環(huán)再利用。”平湖市農(nóng)業(yè)生態(tài)能源站站長燕燕介紹，這也是全省首個稻田退水“零直排”灌區(qū)。

力爭5年內(nèi)全市稻田面源主要污染物排放量下降逾1/3

稻田退水要更凈，控制輸入很關(guān)鍵。為了從源頭“減量提質(zhì)”，近年來，嘉興大力推行稻漁綜合種養(yǎng)模式，水稻田套養(yǎng)小龍蝦、甲魚等。魚蝦排泄物可當(dāng)肥料，有助于實現(xiàn)稻米無公害種植，提升效益。桐鄉(xiāng)市河山鎮(zhèn)種糧大戶曹榮泉今年嘗試開展60畝稻蝦種養(yǎng)殖，與單純種水稻相比，畝均可增收約3000元。

截至目前，嘉興稻漁綜合種養(yǎng)殖面積共6.2萬畝。今年上半年，全市化肥、農(nóng)藥使用量同比分別下降6.5%和4.9%。

下一步，嘉興稻田退水“零直排”工程將結(jié)合美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，實現(xiàn)與休閑娛樂、養(yǎng)生度假等有機(jī)融合，力爭5年內(nèi)實現(xiàn)全市稻田面源主要污染物排放量下降1/3以上，讓“碧水繞城”成為現(xiàn)實。