茆智院士:防控农业面源水污染须发展水利

作者:王珊    文章来源:中国科学报    点击数:819    更新时间:2014/7/31

■本报见习记者 王珊

“发展农田水利既要解决水量问题,也要解决水质问题,否则不可能实现粮食增长的可持续发展。”近日,在接受《中国科学报》记者采访时,中国工程院院士茆智指出,农田水利的发展,必须要把水量和水质放在同等重要的位置,这对防控当前农业面源水污染具有重要作用。

在茆智看来,化肥农药的过度使用是当前农业面源水污染的重要原因。以化肥使用量为例,我国每公顷使用量是世界上为防止化肥对水造成污染所设上限值的2.06倍,是世界平均值的3.54倍,而长江下游更甚,每公顷使用量达到世界平均值的5.05倍。

施化肥过度势必造成严重的后果。数据显示,对于江河湖库的水体污染,农业面源污染中总氮的贡献率为57%,总磷为67%;而且,长期过量施化肥,特别是氮肥,利用率低,流失、挥发率高,造成土壤板结,有机质含量大幅度下降、肥力下降,产量和产品质量下降,污染土壤和水;且农产品质量安全和人体健康受到危害。

“从1980年到现在的统计显示,农村消化系统和城市呼吸系统的发病率以及出生婴儿的缺陷均持续升高,水、土、空气和食物污染是主要原因之一。”茆智认为,为了减轻农业面源污染,要从源头防控,合理施肥、科学施肥、降低施肥量。

茆智说,农民固有的理念是“庄稼一枝花,全靠肥当家”,让农民减少化肥、农药的使用量非常难。

在这种情况下,茆智表示,从农田水利设施上进行减污相对简易可行。他提出构建具有两套措施、四道防线的塘堰湿地——生态沟综合系统。

据茆智介绍,第一套措施也是第一道防线是田间节水灌溉、控制排水和水肥综合调控,即施肥总量不减少,把施肥时间与降雨、灌水配合起来,并用节水灌溉和控制排水的方法减少污染物的排放量。

“根据我们的试验,该防线可以使得氮磷的排放量减少20%~30%。”茆智说。

那么剩下的70%~80%应该怎么办呢?这就要靠第二套措施的三道防线了。

茆智说,第二套措施是要建立生态草沟—小型(塘堰)湿地综合系统,而这套系统包含第二至第四的三道防线。

第二道防线是建立田边、田与田之间的田间草沟,在沟里栽种适宜的植物,但是不施肥;这样做可以淡化田里流出水中来的氮、磷等浓度,可以达到降解农业面源污染的效用。

“一般条件下,长100米左右的草沟承接10~20公顷的农田排水,可以降低15%~25%的氮磷浓度。”茆智说,流程长的田间草沟,降解氮磷的效果更高。

第三道防线是建立小型的人工湿地,对草沟里流出来的水作进一步处理。

2006年至2010年,茆智曾带领团队在湖北荆门和广西桂林进行观测试验,他们利用原有塘堰或将一些低洼地改造成具有良好净化效果的小型湿地,对氮磷进一步降解。

“湿地改好以后,必须要种植物。我们目前种了水莲、菖蒲、灯心草等等,来比对谁的效果好。”湿地可降低水中氮、磷浓度30%~50%。

最后一道防线是建设骨干生态沟,水从湿地里流出来,经过骨干生态沟又起到降解氮磷浓度20%~30%的作用。

“从田间到草沟到湿地再到骨干生态沟,氮磷浓度可降解70%~80%。”茆智说,两套措施四道防线,对于解决农业面源污染问题非常有效,现在团队已经在鄱阳湖以及漓江等流域开展长期的合作。

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