“發(fā)展農(nóng)田水利既要解決水量問題，也要解決水質(zhì)問題，否則不可能實現(xiàn)糧食增長的可持續(xù)發(fā)展。”近日，在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時，中國工程院院士茆智指出，農(nóng)田水利的發(fā)展，必須要把水量和水質(zhì)放在同等重要的位置，這對防控當(dāng)前農(nóng)業(yè)面源水污染具有重要作用。

在茆智看來，化肥農(nóng)藥的過度使用是當(dāng)前農(nóng)業(yè)面源水污染的重要原因。以化肥使用量為例，我國每公頃使用量是世界上為防止化肥對水造成污染所設(shè)上限值的2.06倍，是世界平均值的3.54倍，而長江下游更甚，每公頃使用量達(dá)到世界平均值的5.05倍。

施化肥過度勢必造成嚴(yán)重的后果。數(shù)據(jù)顯示，對于江河湖庫的水體污染，農(nóng)業(yè)面源污染中總氮的貢獻(xiàn)率為57%，總磷為67%；而且，長期過量施化肥，特別是氮肥，利用率低，流失、揮發(fā)率高，造成土壤板結(jié)，有機(jī)質(zhì)含量大幅度下降、肥力下降，產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量下降，污染土壤和水；且農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和人體健康受到危害。

“從1980年到現(xiàn)在的統(tǒng)計顯示，農(nóng)村消化系統(tǒng)和城市呼吸系統(tǒng)的發(fā)病率以及出生嬰兒的缺陷均持續(xù)升高，水、土、空氣和食物污染是主要原因之一。”茆智認(rèn)為，為了減輕農(nóng)業(yè)面源污染，要從源頭防控，合理施肥、科學(xué)施肥、降低施肥量。

茆智說，農(nóng)民固有的理念是“莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家”，讓農(nóng)民減少化肥、農(nóng)藥的使用量非常難。

在這種情況下，茆智表示，從農(nóng)田水利設(shè)施上進(jìn)行減污相對簡易可行。他提出構(gòu)建具有兩套措施、四道防線的塘堰濕地——生態(tài)溝綜合系統(tǒng)。

據(jù)茆智介紹，第一套措施也是第一道防線是田間節(jié)水灌溉、控制排水和水肥綜合調(diào)控，即施肥總量不減少，把施肥時間與降雨、灌水配合起來，并用節(jié)水灌溉和控制排水的方法減少污染物的排放量。

“根據(jù)我們的試驗，該防線可以使得氮磷的排放量減少20%～30%。”茆智說。

那么剩下的70%～80%應(yīng)該怎么辦呢？這就要靠第二套措施的三道防線了。

茆智說，第二套措施是要建立生態(tài)草溝—小型（塘堰）濕地綜合系統(tǒng)，而這套系統(tǒng)包含第二至第四的三道防線。

第二道防線是建立田邊、田與田之間的田間草溝，在溝里栽種適宜的植物，但是不施肥；這樣做可以淡化田里流出水中來的氮、磷等濃度，可以達(dá)到降解農(nóng)業(yè)面源污染的效用。

“一般條件下，長100米左右的草溝承接10～20公頃的農(nóng)田排水，可以降低15%～25%的氮磷濃度。”茆智說，流程長的田間草溝，降解氮磷的效果更高。

第三道防線是建立小型的人工濕地，對草溝里流出來的水作進(jìn)一步處理。

2006年至2010年，茆智曾帶領(lǐng)團(tuán)隊在湖北荊門和廣西桂林進(jìn)行觀測試驗，他們利用原有塘堰或?qū)⒁恍┑屯莸馗脑斐删哂辛己脙艋Ч男⌒蜐竦?，對氮磷進(jìn)一步降解。

“濕地改好以后，必須要種植物。我們目前種了水蓮、菖蒲、燈心草等等，來比對誰的效果好。”濕地可降低水中氮、磷濃度30%～50%。

最后一道防線是建設(shè)骨干生態(tài)溝，水從濕地里流出來，經(jīng)過骨干生態(tài)溝又起到降解氮磷濃度20%～30%的作用。

“從田間到草溝到濕地再到骨干生態(tài)溝，氮磷濃度可降解70%～80%。”茆智說，兩套措施四道防線，對于解決農(nóng)業(yè)面源污染問題非常有效，現(xiàn)在團(tuán)隊已經(jīng)在鄱陽湖以及漓江等流域開展長期的合作。