基于稻田退水“零直排”模式的農業面源污染治理路徑

李中利，燕燕，邵正浩

(平湖市農業生態能源站，浙江 平湖 314200)

平湖市地處太湖流域、杭嘉湖平原，水網密布、縱橫交錯，糧食種植面積2.845萬hm2，稻田退水治理壓力大。近年來，全市始終踐行“綠水青山就是金山銀山”的重要思想和鄉村振興戰略，緊緊圍繞農業面源污染防治施行了一系列重要舉措。在多年實踐中，平湖市創建了一批先進模式，其中，農牧漁全產業、防控治全流程、市鎮村全覆蓋的“三全”模式成功入選了全國農業面源污染治理五大典型案例之一。以此為新起點，平湖市按照長江經濟帶生態保護修復[1]對農業面源污染[2]治理的高標準要求，總結經驗，大膽創新，探索建立了稻田退水“零直排”治理模式，成為全省首創，得到了各級領導的充分肯定和支持。本文以平湖市廣陳鎮趙家堰兜灌區為例，探討稻田退水“零直排”治理模式的實踐和經驗。為推進農業面源污染防治，提供一條切實可行的新路徑。

1 農田面源污染治理現狀和成效

1.1 化肥農藥雙減

多年來，平湖市從源頭上減少化肥、農藥等農業投入品的投入。通過“調、配、替、改”四步法，有效調整化肥使用結構，實現化肥減量；采用農業、生物、物理及生態調控等綠色防控措施，降低農作物病蟲草的發生程度和災變頻率，實現農藥減量。2018—2020年，化肥使用強度由502.8 kg·hm-2減少到374.25 kg·hm-2，農藥使用強度從15.7 g·hm-2減少到10.3 g·hm-2。

1.2 生態溝渠建設

針對種植業退水治理難題，平湖市在持續推進肥藥雙減的基礎上，從2016年開始著手試點建設農田氮磷生態攔截溝渠系統，因地制宜地探索出了“生態攔截溝+生態塘/斷頭浜/小河”等模式。截至2020年，共建設生態溝渠36條，總長度為38.59 km，覆蓋面積1 100 hm2，據監測分析，稻田退水經生態溝攔截，總氮、總磷、氨氮的濃度平均下降達20%以上，充分體現了生態溝渠建設成效。

1.3 秸稈綜合利用

近年來，平湖市圍繞稻、麥等主導產業，以提高秸稈綜合利用率為主線，以秸稈全量化利用試點縣創建為載體，整縣制推進全市秸稈全量化利用。通過秸稈“五化”利用，打造秸稈離田利用產業鏈，避免秸稈過量還田而加重土壤、水體負擔。2018—2020年，全市秸稈綜合利用率由95.79%提高到97.38%。

2 存在的不足

在“三全”模式的推動下，平湖市農業面源污染情況得到了明顯改善，但是缺乏一套綜合性的治理體系，各項治理措施都是各干各的，沒有在時間和空間上統一。稻田退水或經源頭化肥農藥減量，或經生態溝渠進行過程攔截，這在一定程度上能夠去除稻田退水中的部分氮磷污染物，但未去除的仍隨稻田退水流入附近河道，最終還是會影響河道水質。氮磷元素在農田是營養元素，流入河道是污染物，避免稻田退水流入河道，使其再次回到農田進行循環利用，這既能減輕對河流的污染，也避免了資源的浪費。

3 對策

基于對上述問題的深入探究，平湖市大膽創新，在廣陳鎮趙家堰兜灌區探索建立稻田退水“零直排”治理模式，取得了顯著成效，真正實現了稻田退水“零直排”，做到了“肥水不流外人田”。

3.1 模式特點

3.1.1 治理單元區域化

以灌區為治理單位，將農田氮磷生態攔截溝渠系統建設作為主要工程覆蓋整個治理區域，并融入數字技術、節水灌溉、循環利用等技術和理念，構建一套與灌區相結合，用數字賦能農業面源污染治理的區域樣板。

3.1.2 技術應用集成化

圍繞“源頭減量”，實施化肥農藥減量工程，運用水肥一體化灌溉技術[3]；圍繞“過程攔截”，開展田塊生態改造、生態溝渠建設等工程；圍繞“末端凈化”，實施水生態修復、水下森林[4]建設等工程。同時，同步實施高標準農田建設、土地綜合整治、節水灌溉等工程。

3.1.3 稻田退水循環化

按照集中連片、系統整治、節水減排、生態高效的原則，利用生態溝渠將灌區內的農田、退養魚塘、泵站進行無縫連接，形成一個閉環的有機整體，實現稻田退水循環利用。

3.2 技術路徑

退養魚塘內的水通過泵站依次進入灌溉渠道、稻田、生態溝，最后回流至退養魚塘，進行末端凈化。詳見圖1和2。

圖1 稻田退水 “零直排”的路線

圖2 稻田退水“零直排”的實景

3.3 模式實踐

3.3.1 生態改造，打通循環脈絡

在灌區內新建泵站、灌排渠道、機耕路、機耕橋等高標準農田基礎設施，生態化改造[5]溝渠1 470 m、濕地化修復退養魚塘17個，溝渠、魚塘內種植野茭白、藕等水生植物，加大對農田尾水中氮磷的吸附，減少水體的富營養化。新敷設PE管1 155 m，將小田塊并大田塊，減少出水口設置。對四周退養魚塘進行串并、打通，將灌區內的農田、退養魚塘、泵站進行無縫連接，形成一個閉環的有機整體，并將農田尾水及天然雨水在池中收集后作為灌溉的水源，實現整個灌區灌排水循環再利用。

3.3.2 源頭減量，實現水肥一體

大膽探索，超前謀劃，搭建1個水肥數字化精準自動控制平臺，利用水肥一體化技術，通過在灌溉渠道機埠旁安裝注肥泵及肥料罐(有機水溶肥型[6])，對水稻田間水肥進行高效利用綜合數字化調控，實現稻田節水減肥，提高水肥有效利用率，減少稻田排水、稻田滲漏和氮磷等養分的流失。基于對田間作物生長和土壤水分、養分狀況的分析，綜合計算不同作物的生育期耗水量和養分需求量，智能分析田間土壤水分盈余虧缺程度，實現灌溉施肥設備的智能聯動控制，從而大幅度減少肥料投入量，減輕生產成本。

3.3.3 數字管控，促進節水灌溉

將信息化技術、自動化控制進行集成應用，在水稻種植區布設電動閥、水層精準儀、自動排水閘等精準設備106套(臺)，實時采集水稻種植的土壤環境、稻田水位等數據，無線傳送至數據平臺，并通過設置/編程作物模型，全自動精準感應田間實際水層深度。在生態溝渠建設中配備太陽能量控一體化閘門設施，自行控制灌排設備的開啟和關閉，保證水稻各生長期的精準水層，實現農田生態管理數字化。

3.4 效益分析

對開展稻田退水“零直排”治理的趙家堰兜灌區和傳統灌區的效益進行分析比較。

3.4.1 生態效益

據監測分析，生態溝渠系統降低稻田灌溉水氮、磷等主要指標明顯，下降幅度在17.6%～28.4%(表1)。

表1 生態溝渠處理水質的效果

3.4.2 經濟效益

據分析，趙家堰兜和傳統灌區在農田翻耕、治草、防病治蟲、收割等方法沒有差別，差別主要體現在肥料用量、用電、用工上，趙家堰兜灌區較傳統模式減少1 347元·hm-2。

表2 趙家堰兜灌區和傳統灌區投入成本比較

3.4.3 社會效益

稻田退水“零直排”治理模式不僅僅是農業面源污染精準治理的一個全新“窗口”，更是加快鄉村振興戰略實施以及田園生態系統打造的有效途徑。稻田退水“零直排”治理模式，一方面能有效改善農業生態環境，為全市農業高質量發展提供堅實的環境保障；另一方面也能節約社會資源，促進農業可持續、高標準發展，同時提供綠色、高質量的產品，滿足社會需求。

4 小結

稻田退水“零直排”是農業綠色發展進程中的一場生態革命。實踐證明，該治理模式成效明顯，是探索農業面源污染防治的有效新路徑，實現了區域內生態化治理、精準化施肥、數字化管理的一體化防治。下一步，平湖市將對整個廣陳塘飲用水源保護區進行推廣治理，并將該模式列入市“十四五”農業面源污染防治規劃，促進農業綠色發展，推進農村生態文明建設。