基于稻田退水“零直排”模式的农业面源污染治理路径

李中利，燕燕，邵正浩

(平湖市农业生态能源站，浙江 平湖 314200)

平湖市地处太湖流域、杭嘉湖平原，水网密布、纵横交错，粮食种植面积2.845万hm2，稻田退水治理压力大。近年来，全市始终践行“绿水青山就是金山银山”的重要思想和乡村振兴战略，紧紧围绕农业面源污染防治施行了一系列重要举措。在多年实践中，平湖市创建了一批先进模式，其中，农牧渔全产业、防控治全流程、市镇村全覆盖的“三全”模式成功入选了全国农业面源污染治理五大典型案例之一。以此为新起点，平湖市按照长江经济带生态保护修复[1]对农业面源污染[2]治理的高标准要求，总结经验，大胆创新，探索建立了稻田退水“零直排”治理模式，成为全省首创，得到了各级领导的充分肯定和支持。本文以平湖市广陈镇赵家堰兜灌区为例，探讨稻田退水“零直排”治理模式的实践和经验。为推进农业面源污染防治，提供一条切实可行的新路径。

1 农田面源污染治理现状和成效

1.1 化肥农药双减

多年来，平湖市从源头上减少化肥、农药等农业投入品的投入。通过“调、配、替、改”四步法，有效调整化肥使用结构，实现化肥减量；采用农业、生物、物理及生态调控等绿色防控措施，降低农作物病虫草的发生程度和灾变频率，实现农药减量。2018—2020年，化肥使用强度由502.8 kg·hm-2减少到374.25 kg·hm-2，农药使用强度从15.7 g·hm-2减少到10.3 g·hm-2。

1.2 生态沟渠建设

针对种植业退水治理难题，平湖市在持续推进肥药双减的基础上，从2016年开始着手试点建设农田氮磷生态拦截沟渠系统，因地制宜地探索出了“生态拦截沟+生态塘/断头浜/小河”等模式。截至2020年，共建设生态沟渠36条，总长度为38.59 km，覆盖面积1 100 hm2，据监测分析，稻田退水经生态沟拦截，总氮、总磷、氨氮的浓度平均下降达20%以上，充分体现了生态沟渠建设成效。

1.3 秸秆综合利用

近年来，平湖市围绕稻、麦等主导产业，以提高秸秆综合利用率为主线，以秸秆全量化利用试点县创建为载体，整县制推进全市秸秆全量化利用。通过秸秆“五化”利用，打造秸秆离田利用产业链，避免秸秆过量还田而加重土壤、水体负担。2018—2020年，全市秸秆综合利用率由95.79%提高到97.38%。

2 存在的不足

在“三全”模式的推动下，平湖市农业面源污染情况得到了明显改善，但是缺乏一套综合性的治理体系，各项治理措施都是各干各的，没有在时间和空间上统一。稻田退水或经源头化肥农药减量，或经生态沟渠进行过程拦截，这在一定程度上能够去除稻田退水中的部分氮磷污染物，但未去除的仍随稻田退水流入附近河道，最终还是会影响河道水质。氮磷元素在农田是营养元素，流入河道是污染物，避免稻田退水流入河道，使其再次回到农田进行循环利用，这既能减轻对河流的污染，也避免了资源的浪费。

3 对策

基于对上述问题的深入探究，平湖市大胆创新，在广陈镇赵家堰兜灌区探索建立稻田退水“零直排”治理模式，取得了显著成效，真正实现了稻田退水“零直排”，做到了“肥水不流外人田”。

3.1 模式特点

3.1.1 治理单元区域化

以灌区为治理单位，将农田氮磷生态拦截沟渠系统建设作为主要工程覆盖整个治理区域，并融入数字技术、节水灌溉、循环利用等技术和理念，构建一套与灌区相结合，用数字赋能农业面源污染治理的区域样板。

3.1.2 技术应用集成化

围绕“源头减量”，实施化肥农药减量工程，运用水肥一体化灌溉技术[3]；围绕“过程拦截”，开展田块生态改造、生态沟渠建设等工程；围绕“末端净化”，实施水生态修复、水下森林[4]建设等工程。同时，同步实施高标准农田建设、土地综合整治、节水灌溉等工程。

3.1.3 稻田退水循环化

按照集中连片、系统整治、节水减排、生态高效的原则，利用生态沟渠将灌区内的农田、退养鱼塘、泵站进行无缝连接，形成一个闭环的有机整体，实现稻田退水循环利用。

3.2 技术路径

退养鱼塘内的水通过泵站依次进入灌溉渠道、稻田、生态沟，最后回流至退养鱼塘，进行末端净化。详见图1和2。

图1 稻田退水 “零直排”的路线

图2 稻田退水“零直排”的实景

3.3 模式实践

3.3.1 生态改造，打通循环脉络

在灌区内新建泵站、灌排渠道、机耕路、机耕桥等高标准农田基础设施，生态化改造[5]沟渠1 470 m、湿地化修复退养鱼塘17个，沟渠、鱼塘内种植野茭白、藕等水生植物，加大对农田尾水中氮磷的吸附，减少水体的富营养化。新敷设PE管1 155 m，将小田块并大田块，减少出水口设置。对四周退养鱼塘进行串并、打通，将灌区内的农田、退养鱼塘、泵站进行无缝连接，形成一个闭环的有机整体，并将农田尾水及天然雨水在池中收集后作为灌溉的水源，实现整个灌区灌排水循环再利用。

3.3.2 源头减量，实现水肥一体

大胆探索，超前谋划，搭建1个水肥数字化精准自动控制平台，利用水肥一体化技术，通过在灌溉渠道机埠旁安装注肥泵及肥料罐(有机水溶肥型[6])，对水稻田间水肥进行高效利用综合数字化调控，实现稻田节水减肥，提高水肥有效利用率，减少稻田排水、稻田渗漏和氮磷等养分的流失。基于对田间作物生长和土壤水分、养分状况的分析，综合计算不同作物的生育期耗水量和养分需求量，智能分析田间土壤水分盈余亏缺程度，实现灌溉施肥设备的智能联动控制，从而大幅度减少肥料投入量，减轻生产成本。

3.3.3 数字管控，促进节水灌溉

将信息化技术、自动化控制进行集成应用，在水稻种植区布设电动阀、水层精准仪、自动排水闸等精准设备106套(台)，实时采集水稻种植的土壤环境、稻田水位等数据，无线传送至数据平台，并通过设置/编程作物模型，全自动精准感应田间实际水层深度。在生态沟渠建设中配备太阳能量控一体化闸门设施，自行控制灌排设备的开启和关闭，保证水稻各生长期的精准水层，实现农田生态管理数字化。

3.4 效益分析

对开展稻田退水“零直排”治理的赵家堰兜灌区和传统灌区的效益进行分析比较。

3.4.1 生态效益

据监测分析，生态沟渠系统降低稻田灌溉水氮、磷等主要指标明显，下降幅度在17.6%～28.4%(表1)。

表1 生态沟渠处理水质的效果

3.4.2 经济效益

据分析，赵家堰兜和传统灌区在农田翻耕、治草、防病治虫、收割等方法没有差别，差别主要体现在肥料用量、用电、用工上，赵家堰兜灌区较传统模式减少1 347元·hm-2。

表2 赵家堰兜灌区和传统灌区投入成本比较

3.4.3 社会效益

稻田退水“零直排”治理模式不仅仅是农业面源污染精准治理的一个全新“窗口”，更是加快乡村振兴战略实施以及田园生态系统打造的有效途径。稻田退水“零直排”治理模式，一方面能有效改善农业生态环境，为全市农业高质量发展提供坚实的环境保障；另一方面也能节约社会资源，促进农业可持续、高标准发展，同时提供绿色、高质量的产品，满足社会需求。

4 小结

稻田退水“零直排”是农业绿色发展进程中的一场生态革命。实践证明，该治理模式成效明显，是探索农业面源污染防治的有效新路径，实现了区域内生态化治理、精准化施肥、数字化管理的一体化防治。下一步，平湖市将对整个广陈塘饮用水源保护区进行推广治理，并将该模式列入市“十四五”农业面源污染防治规划，促进农业绿色发展，推进农村生态文明建设。