茆智院士：三道防线构建节水防污型生态灌区

 

据介绍，这种由“排沟沟渠——小型湿地”组成的综合系统，可以通过三道防线有效消减农业面源污染，促进农田灌溉用水的回收利用，大大提高节水效果。

 

茆智长期致力于节水灌溉的研究与开发，由他主持研究的“农田节水灌溉方法”发展了农田节水灌溉理论，并已推广100余万公顷，增产粮食20多万吨，节水十几亿立方米，创造了逾4亿元的经济效益。2000年，茆智获国际灌排委员会“国际农业节水技术杰出成就奖”。

 

 

近年来，我国各地总结出多种既节水又高产的稻田水分管理模式：如浅湿晒模式、干湿交替灌溉模式、中后期无水层灌溉模式（或称半旱栽培模式）等，这些模式对推进我国的节水灌溉事业起到很大的作用。

 

而对于中国学者提出节水灌溉也可以提高单位面积产量的观点，国外研究者经历了一段从怀疑到坚信的过程。

 

茆智告诉记者，根据过去国外的研究结果，研究者认为，水稻节水灌溉可提高单位用水量的产量，但这是由于大幅度节水与小幅度降低单位面积产量造成的。因此，对于中国学者的观点，国外研究者最开始将信将疑。

 

上世纪90年代中期，国际水稻研究所、国际灌溉管理研究院和国际农业研究中心等3个单位联合设立了“中国水稻节水灌溉对产量、环境影响”课题组，与茆智带领的研究组在湖北漳河灌区联合开展试验。4年后，课题组一致认为，中国水稻节水灌溉不仅可节水，而且可增产。

 

随后，3个单位又设立了“用水少、产量高的中国水稻节水灌溉技术”研究课题，分别在中国南方与北方开展试验。

 

“试验结果更使国外研究者坚信中国节水灌溉不仅节水而且增产。”茆智说，“这也是我国节水灌溉科技的一项国际贡献。”

 

 

人们在农业节水认识上存在一定的误区，过去普遍认为稻田渗漏和地表流出的水全部是浪费的水。茆智认为，只要水质未被恶化，渗漏到地下和地表流出的水还可以循环利用其中很大部分。

 

“上游是流失，到下游是宝贵的水资源。”茆智建议，应从更大范围来看待节水问题，要研究、了解节水的尺度（空间范围）的效应。

 

“水资源不同于水。”茆智院士认为，水和水资源是两个不同的概念。水资源是指具有一定数量和可用质量、能够供长期使用的水。基于这种认识，他提出农业水资源高效利用应包括防治农业水污染这个重要命题。

 

资料表明，农业水污染主要来自3个方面：化肥、农药和牲畜粪便，其中化肥污染居首位。我国农田单位面积平均化肥使用量超过世界平均值的1倍，也大大超过国际组织为预防水污染确定的化肥使用上限指标。我国施入农田的化肥大约只有1/3被作物吸收利用，有1/3左右随水流失和挥发。我国约60%的河湖污染较严重，其中的氮、磷污染约50%来自农业面源污染。

 

 

茆智提出，要构建既能节水又能防污的新式农田水利系统。他认为，由“排沟沟渠——小型湿地”组成的综合系统具有这种功能。这种系统有三道防线削减农业面源污染，特别是其中的氮、磷污染。

 

第一道防线是田间节水灌溉与控制排水。由于渗漏与地表排出的水量减少，随水流出的污染物数量减少。据茆智研究小组的观测试验，可减少氮、磷约15%～25%。

 

第二道防线是小型湿地。通过微生物的转化和生物吸收等作用，可降低氮、磷约40%～60%。

 

第三道防线是生态沟，或称带状湿地。也可降低氮、磷约15%～25%。

 

“通过这三道防线，水中氮、磷污染可降低约2/3。这样可极大地提高从农田流出的水的质量，使它可以被回收利用，从而在原有节水效果的基础上，还可再节水20%～30%。”茆智说。

 

谈及今年初我国北方出现的旱情，茆智认为，这与农村小型水利工程特别是田间工程缺失有关。他表示，如果把大中型工程和骨干输、配水系统比作人的动脉、静脉，小型田间工程就如同微血管，微血管不通，血液就不能到达全身，影响机体的正常运转。小型田间工程失修和缺失，在同样干旱的条件下，将导致农田干旱甚至更严重的后果。