稻田排水控污技术简述

稻田排水控污技术简述
摘要：收集国内外水质管理方面的资料、文献和成果，提出一些切实可行的稻田排水控污技术，有效缓解稻田面源污染对水环境的危害。

关键词：稻田；非点源污染；氮磷；控污；控制排水；生态湿地水资源短缺主要包括资源型缺水、结构型缺水和水质型缺水。

目前我国不仅面临水量的危机，同样要应对水质危机。

水质型缺水多是由人类生产生活引起的。

以往，以工业污水和城市污水为主的点源污染因为足够的重视而得到有效的控制。

但在农业生产活动中，农业资源被过度开发利用，片面追求高产而过量施用化肥与农药，农业污染问题得不到重视。

农田中的氮、磷及其它形式的有机或无机污染物质，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、农田排水和地下渗流，大量进入水体，使水环境的污染问题日益严重，农业面源源污染成为水环境的主要污染源。

近年来，随着对农业非点源污染的研究深入，社会精力财力的投入加大，相关理论的相继提出，使非点源污染的治理逐渐成为当今社会最为关注的问题。

联合国粮农组织称，为了减少农业非点源污染的影响，现代水管理需要依据战略性环境评估和成本效益分析、不间断的环境监测，将灌溉、排水纳入更广泛的环境范畴之中。

防治农业面源污染，首先要减少源头污染量，即减少化肥、农药的施用量，要科学地改变现在农业的施肥结构、施肥时间和化肥用量；
其次是要控制农田氮磷负荷的排放，这就要求节水灌溉、控制排水和减污技术的相互有机结合，以达到降低氮磷负荷排出、改善农田环境的目的。

本文旨在通过收集国内外水质管理方面的资料、文献和成果，经过总结分析，对稻田减污技术做出综合评价，以有效推广稻田减污技术。

1控制排水对稻田氮磷污染物的减排作用
传统的农田排水主要是为了满足农作物生长对土壤湿度和通气的需要及田间作业的通行条件，在干旱及半干旱地区，排水则主要是为了维持田间水盐分平衡，很少考虑排水对环境的影响和雨水资源的有效利用，通过地表径流和地下排水（淋溶）流失进入环境水体是稻田氮磷污染的主要途径。

应对稻田排水进行适度控制。

如何在保证农业排水要求的情况下减少氮、磷流失以及排水对下游水体的污染就成为研究的关键。

基于此，有很多研究人员就开始了针对控制排水减少稻田氮磷流失方面的研究，其主要思想就是在农田排水口修建控制建筑物来控制排水沟水位，很多研究结果表明，控制排水可减少地面排水量和排水中氮磷浓度，尤其是降低径流中氮磷浓度，从而减少稻田氮磷损失。

对于控制排水措施来说，抬高农田地下水位，人为的减小了农田排水量，减小了有效渗漏淋洗，势必会对田间氮、磷的动态变化产生一些影响。

稻田控制排水的作用主要有以下几个方面：
（1）减少排水量及氮磷流失负荷，降低了水体富营养化发生的几率。

即减少排放到下游水体的污染物如氮、盐分等的数量。

非控制排水各时段平均氮排放质量浓度高于控制排水平均氮排放质量
浓度，控制排水量比非控制排水量有所减少，地表控制排水可显著减少农田氮排放量。

（2）节水、增产。

减少灌水量，将节约的水用于其他作物的灌溉，或者补充给需水量更高的作物，同时也增加了排水管理的灵活性；采用控制排水后，水稻可以减少高于40%的常规灌溉水量。

在偏干旱年份，控制排水对作物的增产效果更为明显。

（3）节省灌溉时间和费用。

可以改变以前的灌水频率，减少灌溉次数，在灌水定额不变的条件下，减少了灌水总量，从而减轻了农民的水费负担，减少相应的操作管理时间、劳力和水泵运作费用。

（4）能有效地保护湿地和水敏感区域。

稻田控制排水措施主要有：1）控制排水时间。

一是控制降雨期间和雨后格田向排水沟的排水时间；二是控制雨后涝水在排水沟中的滞留时间。

增加雨水在田间沟系和农沟中的滞留时间，有利于充分发挥排水沟的湿地功能，减少氮磷流失。

2）控制田间排水沟出口的流速和溢流口高度。

2沟塘湿地对农田面源污染物的削减作用
国内外对沟渠水塘的净化能力进行了大量试验研究。

沟渠水塘能够有效地截留降雨径流和稻田排水，利用湿地生态系统中物理的、
化学的和生物的作用机制，降低水中营养物质的浓度；水塘横断面积急剧增加，导致径流流速和水流的挟沙能力降低，使悬浮物在水塘中大量沉降，减少非点源污染物的输出。

沟渠湿地中自然生长的水生植物，除了直接同化、吸附和微生物作用吸收水体中的污染物，还通过减慢水流速度，增大紊流和水深，延长水力停留时间，创造利于污染物消解吸收的水力条件。

沟渠湿地对氮磷物质的截留净化途径主要包括底泥吸附、水生植物吸收、微生物转化和根区反应等。

姜翠玲在我国江苏南京地区的研究表明，40cm以下深度的芦苇和茭草湿地底泥，对有机质和总氮有显著的持留作用，水生植物是净化非点源污染物的重要机制，每年芦苇和茭草收割，能带走463～515kg/hm2的氮和127～149
kg/hm2的磷，相当于当地2.3～3.2hm2农田流失的氮肥、1.3～3.0hm2农田流失的磷肥。

在多水塘中，水生植被的面积仅占多水塘系统面积的12%，对氮磷的面源污染截留率分别为12%和6.7%。

3农田合理施肥技术
据tilman（1999）的研究报告，近35年来，世界范围内农田化肥的使用量在成倍增长：氮肥增长了7倍；磷肥增长了3.5倍，耕地增加了1.1倍。

2002年，世界的氮肥施用总量达8170万吨，每年大约有1.82tg 的氮素由密西西比河流入墨西哥湾。

化肥的使用量超过作物营养元素需求量，因此造成一个潜在的营养元素流失空间。

所以要控制农田面源污染须采用合理的农田施肥技术。

从施肥方法考虑。

氮肥面施后，稻田表面水中铵态氮浓度增加，ph值上升，从而导致氨的挥发损失[7]。

而将铵态氮肥施用于处于还原态土壤中能显著地降低氨的挥发损失。

dedatta认为，氮肥深施是提高淹水稻田氮肥利用率的最有效的途径。

试验证明，与传统的面施方法相比，氮肥深施不仅能减少氮素的损失，而且能增加产量。

朱兆良指出，超大颗粒尿素采用深施的方法，其适宜的氮肥用量是传统施肥法要求的最适用量的76%-93%。

从氮肥种类考量。

缓释氮肥能减少氮素的损失，目前大面积试用的缓释氮肥是硫包尿素。

许多研究表明，硫包尿素能降低土壤和田面水中的氮浓度，因而降低氨的挥发损失。

更有意义的是硫包尿素能为水稻全生长期提供足量的氮素供应。

试验结果表明，硫包尿素在大多数土壤和环境条件下均表现出明显的增产效果。

从施肥量角度出发。

可以根据实际情况，引入测土施肥和实地施肥等管理模式，确定合理的施肥量，为用户提供经济有效的施肥推荐，有效控制氮素排放。

总结
大量的研究已经证高效灌溉、控制排水、生态湿地的运用和合理的稻田施肥管理都能有效控制稻田氮磷元素的排放，减少稻田面源污染，并且效果显著。

但是对灌溉、排水和沟塘湿地系统的协同效应以及综合管理模式的研究不多。

今后的研究重点将是稻田，排水沟和沟塘湿地系统的综合调蓄及
运行调度，阐明节水灌溉、控制排水和沟塘湿地系统综合作用下的保肥、节水、减污、控污效果，并用于指导生产。

参考文献
汪洋. 农田面源污染现状及防治措施[j]. 农技服务，2007，24（8）：116.
杨林章，周小平，王建国，等. 用于农田非点源污染控制的生态拦截型沟渠系统及其效果[j]. 生态学杂志，2005，24（11）：1371-1374.
姜翠玲，范晓秋，章亦兵. 非点源污染物在沟渠湿地中的累积和植物吸收净化[j]. 应用生态学报，2005c，16（7）：1351-1354.
刘立军，王志琴.氮肥运筹对水稻产量及稻米品质的影响[j].扬州大学学报，2002，23（2）：46-50.。