三道防线构建节水防污型生态灌区

  “农业水资源高效利用就是要在消耗较少水资源的情况下取得较大的农业效益。”在近日举行的2009水资源与可持续发展高层论坛上，中国工程院院士、武汉大学水利水电学院教授茆智提出，要构建既能节水又能防污的新式农田水利系统。

  据介绍，这种由“排沟沟渠小型湿地”组成的综合系统，能够最终靠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，大幅度的提升节水效果。

  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非常大的作用。

  而对于中国学者提出节水灌溉也能大大的提升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。

  茆智和记者说，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，过去一致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能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。水资源是指具有少数和可用质量、能够供经常使用的水。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，农业水污染大多数来源于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%。

  “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。