楊　斌，陳　瀟，張永健，姚淑君，臧貴敏，尤炎煌

（1.水利部太湖流域管理局，200434，上海；2.上海工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院，201801，上海）

太湖流域位于我國東南沿海、長江三角洲的核心區(qū)域，流域面積36 895 km2，是農(nóng)、林、牧、漁業(yè)全面發(fā)展的綜合性農(nóng)業(yè)區(qū)域，灌溉主要耗水作物為水稻，部分地區(qū)也種植蔬菜、瓜果、花卉等用水量較大的經(jīng)濟(jì)作物，但種植面積較??；其他作物，如麥類、油菜、苗木等，一般年份灌溉水量較小。水稻種植面積占耕地面積的80%左右，水田灌溉用水量占農(nóng)業(yè)用水量的85%以上，水田面源污染已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。實(shí)施水稻節(jié)水減排灌溉技術(shù)，提高水稻灌溉的水肥利用率，減少灌溉污水排入河網(wǎng)是太湖流域控制農(nóng)業(yè)用水量和降低農(nóng)業(yè)面源污染的重要途徑之一。

近年，太湖流域始終把發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉，特別是發(fā)展節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉作為緩解水資源短缺矛盾、提高用水效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加農(nóng)民收入的重要舉措，在政策上扶持、資金上投入、技術(shù)上指導(dǎo)，取得了顯著成效。各地開展了大量的水稻節(jié)水減排研究與實(shí)踐，根據(jù)不同的自然條件發(fā)展形成多種技術(shù)模式。

一、水稻節(jié)水減排灌溉技術(shù)類型分析

節(jié)水減排的核心是通過節(jié)水灌溉工程建設(shè)、排水溝和塘堰生態(tài)改造，配套非工程措施和農(nóng)藝措施，實(shí)現(xiàn)科學(xué)灌溉、水肥高效利用，減少入湖（河）、庫的面源污染負(fù)荷，改善生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。水稻具有濕生性，傳統(tǒng)培育方為淹灌，但從作物生長角度看，適度灌溉有利于作物的成長。采取節(jié)水灌溉技術(shù)不僅能減少水資源的浪費(fèi)，還能從一定程度上減少農(nóng)業(yè)面源污染排放。水稻節(jié)水減排灌溉可從作物需用水、灌溉輸配水及田間灌溉系統(tǒng)兩方面考慮。根據(jù)節(jié)水灌溉的不同方法，又可以將節(jié)水灌溉技術(shù)分為生物節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、工程節(jié)水和管理節(jié)水等類型。

1.生物節(jié)水技術(shù)

生物節(jié)水技術(shù)主要包括改良水稻品種、培育抗旱水稻品種及抑制植物蒸騰作用的相關(guān)技術(shù)，如合理使用保水劑、復(fù)合包衣劑、黃腐酸及多功能抑蒸抗旱劑和“ABT”生根粉等，達(dá)到抑制作物生長發(fā)育過程中的過度蒸騰、奢侈耗水，促進(jìn)根系對土壤深層儲水的利用。

2.農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)

①平整土地：提高灌水均勻度不但可以節(jié)水還可以提高作物品質(zhì)和產(chǎn)值。目前美國等發(fā)達(dá)國家普遍采用激光平整土地技術(shù)。

②調(diào)整種植結(jié)構(gòu)：太湖流域種植的水稻以優(yōu)質(zhì)晚稻或中稻為主，多種作物合理配置的種植結(jié)構(gòu)能夠有效緩解土壤板結(jié)硬化等問題，有利于土壤保肥增肥。

③采用合理高效的水肥結(jié)合模式：傳統(tǒng)的高投入高消耗農(nóng)業(yè)模式造成資源浪費(fèi)，同時也導(dǎo)致土壤硬化板結(jié)等問題。采用科學(xué)的節(jié)水灌溉制度結(jié)合適宜的施肥模式，不僅能使作物增產(chǎn)，還能保護(hù)土壤及周圍環(huán)境。

3.工程節(jié)水技術(shù)

推廣應(yīng)用較多的主要有低壓管道輸水灌溉技術(shù)、渠道防滲技術(shù)及生態(tài)排水設(shè)施建造技術(shù)。

①管道輸水：低壓管道輸水灌溉簡稱“管灌”，是利用低壓管道代替渠道輸水的一種灌水方法。采用地埋硬塑料管、地埋混凝土管、地面錦綸、維綸涂塑軟管輸水或地面塑料薄膜軟管輸水，以提高灌溉的輸配水效率。

②渠道防滲：渠道防滲技術(shù)是指為減少渠道的透水性或建立不易透水的防護(hù)層而采取的各項(xiàng)技術(shù)措施。主要是在地表水灌區(qū)采用土料、石料、膜料、混凝土或?yàn)r青混凝土等材料，對渠道進(jìn)行襯砌，建立渠道防滲層來提高灌溉的輸配水效率。

③泵站配套改造：為滿足灌溉系統(tǒng)要求，方便群眾生產(chǎn)、生活和交通，便于水量調(diào)配和計量，對地表水灌區(qū)閘、涵、橋、渡槽、跌水等渠系建筑物進(jìn)行配套完善和更新改造，以提高灌溉的輸配水利用率；對提水泵站裝置效率進(jìn)行測試和節(jié)能技術(shù)改造。

④排水配套設(shè)施：在灌區(qū)改造建設(shè)中，加強(qiáng)稻田排水渠道硬化升級，因地制宜建設(shè)稻田尾水凈化濕地，構(gòu)建“襯砌渠道-稻田-生態(tài)溝-河道濕地”“低壓管道-稻田-生態(tài)溝-經(jīng)濟(jì)濕地”“稻田-生態(tài)溝-濕地-泵站”等模式下的灌溉-排水-濕地協(xié)同運(yùn)行的節(jié)水減排工程體系。

4.管理節(jié)水技術(shù)

水稻灌溉用水的管理節(jié)水，指按照灌溉水源可供水量，灌區(qū)各級配水渠道技術(shù)參數(shù)，以輸配水水量損失較小且確保產(chǎn)量為目標(biāo)，確定灌水時間、灌溉次數(shù)和灌水定額，減少用水和排水。

二、太湖流域水稻節(jié)水減排灌溉主要模式

從管理節(jié)水研究角度，根據(jù)流域氣候、水資源分布等自然條件，太湖流域主要采用的節(jié)水灌溉技術(shù)有控制灌溉、薄露灌溉和“薄、淺、濕、曬”灌溉三種模式，同時加強(qiáng)節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉建設(shè)。江蘇省主要采用“淺濕灌溉”“控制灌溉”模式，浙江省主要采用 “薄露灌溉”“間歇灌溉”模式，上海市主要采用“薄、淺、濕、曬”模式。

1.淺濕灌溉

根據(jù)水稻移栽到大田后各生育期的需水要求開展灌溉和排水，為達(dá)到水稻生長期節(jié)水、增產(chǎn)的目標(biāo)，主要技術(shù)特點(diǎn)有薄水插秧、淺水返青、分蘗前期濕潤、分蘗后期曬田、拔節(jié)孕穗期回灌薄水、抽穗開花期保持薄水、乳熟濕潤、黃熟期濕潤勤落干等。作物生長期2/3的時間田間幾乎沒有水層，其滲漏量接近于零。田間沒有水層時，棵間蒸發(fā)屬于土壤蒸發(fā)，而土壤蒸發(fā)量比水面蒸發(fā)量少得多。水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術(shù)特點(diǎn)與“淺濕”灌溉類似。

2.控制灌溉

主要是指秧苗移栽大田后，田面保持薄水層返青活苗（甚至不保持水層采用濕潤灌溉即可），返青后的各個生育階段不再建立灌溉水層，將根層土壤水分作為控制指標(biāo)來確定灌水時間和灌水定額。飽和含水率作為土壤水分控制上限，在水稻不同生育階段，以土壤飽和含水率的60%～70%為下限，顯著減少了灌水次數(shù)和灌溉水量，有效減少了棵間蒸發(fā)及田間滲漏。

3.薄露灌溉

水稻薄露灌溉是淺水與濕潤交替的水管理方式，“灌水要薄，適時落干露田”?！氨　笔侵腹喔人畬颖?；“露”是指田面表土要常露出來，表層土面不長期淹水。水稻薄露灌溉顛覆了長期淹灌的觀念，在維持水稻生長的生態(tài)條件下，顯著地減少了灌溉水量。

4.間歇灌溉

返青期保持灌溉水層，分蘗后期曬田（曬田方法如“淺、濕、曬”模式），黃熟落干，其他生長階段采取淺水層和無水層相間的灌溉方式，依據(jù)不同的土壤、水分條件分別采用重度間歇淹水和輕度間歇淹水。其中，輕度間歇淹水的方式接近于濕潤灌溉，前述浙江省推廣的薄露灌溉也與此類似。

5.節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)太湖流域水稻種植“少灌水、高利用、低排放”目標(biāo)，使得生產(chǎn)條件明顯改善、水肥利用效率明顯提升、重點(diǎn)區(qū)域農(nóng)業(yè)排放水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，在加強(qiáng)灌溉渠系和排水溝道配套改造的同時，突出管道輸水灌溉等高效節(jié)水灌溉工程模式，兼顧相關(guān)的小型水源工程和農(nóng)村河塘清淤整治工程。

三、太湖流域水稻節(jié)水減排措施應(yīng)用形勢分析

1.推廣水稻節(jié)水減排技術(shù)的有利條件

太湖流域各級政府部門大力支持農(nóng)田水利建設(shè)，工程建設(shè)配套資金、工作經(jīng)費(fèi)得到了一定保障，這些都為節(jié)水減排技術(shù)的推廣提供了良好基礎(chǔ)。節(jié)水減排技術(shù)推廣適應(yīng)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，隨著農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移，村莊空心化問題日益突顯，需要減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水、肥、勞動力的投入，改善農(nóng)田灌溉排水基礎(chǔ)設(shè)施，推廣應(yīng)用節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)地、省工、增產(chǎn)、增效的綜合技術(shù)。同時群眾要求治理水污染、改善環(huán)境的愿望越來越強(qiáng)烈，為節(jié)水減排技術(shù)推廣提供了有利條件。

2.水稻節(jié)水減排潛力巨大

太湖流域目前只有一半的灌溉面積采用了節(jié)水灌溉技術(shù)，若對流域內(nèi)90%以上的水稻種植面積采用節(jié)水灌溉和水肥綜合調(diào)控技術(shù)，提高灌溉水和肥料的有效利用率，可大大減少水稻灌溉用水量和排污量。因此，太湖流域水稻節(jié)水減排潛力極大。同時，典型區(qū)節(jié)水減排試驗(yàn)為節(jié)水減排技術(shù)在全流域的全面推廣打下了良好基礎(chǔ)，并可提供有力的技術(shù)支持。

3.推進(jìn)水稻節(jié)水減排面臨的主要問題

灌溉節(jié)水工程配套滯后。隨著太湖流域城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的快速推進(jìn)，基本農(nóng)田大量減少，農(nóng)田灌溉設(shè)施遭到破壞，同時流域內(nèi)許多灌溉設(shè)施由于使用年限較長出現(xiàn)陳舊老化現(xiàn)象，灌溉工程配套設(shè)施改造更新滯后，已經(jīng)不能適應(yīng)節(jié)水減排技術(shù)推廣的要求。

用水監(jiān)測管理滯后。太湖流域地處平原河網(wǎng)地區(qū)，灌溉水利用水泵就近從河道抽取，水稻灌區(qū)大灌大排或長流水、不計量、不收水費(fèi)等現(xiàn)象突出，農(nóng)業(yè)用水管理薄弱，普遍存在不缺水但缺好水的問題。

水肥利用率低。要在保證高產(chǎn)的情況下，減少化肥施用量，控制化肥的排出量，這涉及精細(xì)灌排模式的應(yīng)用。

四、思考與建議

太湖流域水稻節(jié)水減排的主要目標(biāo)是大力推進(jìn)以高效節(jié)水灌溉和水稻節(jié)水灌溉為重點(diǎn)的節(jié)水減排工程建設(shè)與改造，加強(qiáng)農(nóng)田排水工程和農(nóng)村水生態(tài)建設(shè)，建立工程良性運(yùn)行長效體制機(jī)制，基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉“少用水、高利用、低排放”，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件明顯改善，農(nóng)業(yè)水肥利用效率明顯提高，重點(diǎn)湖泊與河流水污染防治區(qū)及水源保護(hù)區(qū)域內(nèi)的農(nóng)田排放水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。根據(jù)太湖流域平原河網(wǎng)區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉的特點(diǎn)，提出太湖流域節(jié)水減排技術(shù)推廣與應(yīng)用建議如下：

1.促進(jìn)水稻節(jié)水灌溉技術(shù)推廣

太湖流域的農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)雖然高于全國平均水平，但水稻灌溉方式總體偏粗放，節(jié)水潛力空間很大。近年流域各省市均大力推廣淺濕灌溉、薄露灌溉和控制灌溉等節(jié)水灌溉模式，在試點(diǎn)地區(qū)均取得了良好成效。要加快水稻節(jié)水灌溉技術(shù)推廣，開展水稻節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用，建設(shè)萬畝推廣示范片，普及水稻節(jié)水灌溉和田間水肥綜合調(diào)控技術(shù)。加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo)，擴(kuò)大輻射帶動范圍。建議在江蘇繼續(xù)推廣水稻控制灌溉技術(shù)，浙江繼續(xù)推廣水稻薄露灌溉技術(shù)，上海推廣間歇灌溉和濕潤灌溉技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，流域內(nèi)大力推廣田間水肥綜合調(diào)控技術(shù)，力爭使流域水稻節(jié)水灌溉面積占水稻灌溉面積的90%以上。選擇部分面源污染嚴(yán)重、水生態(tài)問題突出的典型區(qū)域，建立節(jié)水減排規(guī)模化示范工程。

2.提高水肥利用率，利用生態(tài)凈化系統(tǒng)控制農(nóng)田面源污染

農(nóng)田面源污染的治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。從源頭看，太湖流域種植業(yè)高投入、高產(chǎn)出的特點(diǎn)造成流域的化肥投入量明顯過高，需要開展化肥施用方案的相關(guān)研究。從排放環(huán)節(jié)看，排水問題在減少農(nóng)田面源污染的問題中容易被忽視。提高太湖流域水稻灌溉的水肥利用效率，降低農(nóng)田面源污染是流域面臨的兩個重要問題。興建低壓管道輸水灌溉工程，推廣水肥一體化技術(shù)，采用精細(xì)灌排模式，可顯著提高田間水肥利用效率。注重人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)，利用自然界中現(xiàn)成構(gòu)建的稻田濕地生態(tài)系統(tǒng)來凈化水質(zhì)和減少面源污染；保護(hù)稻田濕地面積、生態(tài)溝，著力保護(hù)稻田濕地原生狀態(tài)，維護(hù)稻田濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。提高稻田濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和保護(hù)的管理支撐能力。

3.加強(qiáng)節(jié)水工程建設(shè)，提高灌溉水利用率

節(jié)水灌溉工程建設(shè)對減少灌溉輸水損失、提高灌溉水利用率和灌溉保證率、縮短灌水周期、提高灌水質(zhì)量和供水及時性具有非常重要的作用，是水稻節(jié)水減排的基礎(chǔ)。要構(gòu)建完善的灌排工程體系，加固改造病險、滲漏、老化、淤積的塘壩及堰壩、泵站等小型水源工程，提高灌溉供水能力和納蓄地表徑流能力，減少面源污染；興建標(biāo)準(zhǔn)化的渠道及渠系建筑物，改造完善水源到田間、骨干渠道到田間的輸水渠道，提高輸水效率，為推廣節(jié)水灌溉制度提供設(shè)施保障。

4.建立節(jié)水減排推廣管理體制和機(jī)制

太湖流域?qū)儆趥鹘y(tǒng)的豐水地區(qū)，農(nóng)戶取排水十分便利，缺乏節(jié)水意識，因此要采用政策措施進(jìn)行引導(dǎo)，推行節(jié)水獎勵制度調(diào)動農(nóng)民節(jié)水的積極性和自覺性。推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價綜合改革，探索適合農(nóng)田水利工程特點(diǎn)的產(chǎn)權(quán)制度，明確工程主體，落實(shí)管護(hù)責(zé)任，建立持續(xù)運(yùn)行的管護(hù)機(jī)制。健全技術(shù)推廣服務(wù)體系，構(gòu)建以灌溉試驗(yàn)站網(wǎng)為依托，基層水利（流域）站、專業(yè)服務(wù)組織為基礎(chǔ)的農(nóng)田水利技術(shù)推廣服務(wù)體系，有效指導(dǎo)科學(xué)灌溉，大力推廣先進(jìn)技術(shù)，充分發(fā)揮工程效益。

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