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近年来，随着水环境问题的突出以及点源污染治理水平的相对提高，非点源污染尤其是化肥、农药的大量使用而引起的农业非点源污染问题日益引起人们的关注和重视。大规模的水稻种植将导致一系列的生态环境问题，如稻田退水污染地表水水质等。

滇池外海流域的污染负荷中，来自农业非点源污染的总氮、总磷和化学需氧量分别占污染总负荷的60%~70%、50%~60%和30%~40%；农业非点源氮负荷占入湖总氮负荷的77%，磷占33.4%；巢湖流域农业非点源污染氮、磷负荷分别占入湖总量的74%和68%。

我国东北地区地表水受面源的影响也十分明显，大型湖库松花湖、石头口门水库、月亮湖、大伙房水库、镜泊湖、五大连池、连环湖等均不同程度受到农田面源污染的影响。但是，不可忽略的是大规模的水稻种植必然导致一系列的生态环境问题，如蓄水调洪功能下降、水土流失加剧、土壤肥力下降和生产力降低等。

这些无法规避的生态环境问题将对区域粮食生产和饮水安全构成严重威胁。此外，由于水田在肥水管理和地面覆盖方面均与旱田有很大差异，水田的面源污染输出负荷与旱田差别也较大。

1、稻田面源污染现状及成因

据统计，我国稻田面积所占比例较大的区域为太湖流域，该流域通过稻田进入太湖的氮素占入湖总氮量的72%~78%。对西湖流域面源调查结果发现，在入湖口河流水质影响的面源污染物中，氮、磷单位面积负荷均以稻田最高。造成这些现象的主要成因之一是过量使用化肥、农药。

稻田施肥氮磷的流失产生严重的非点源污染，是导致水体富营养化的主要因素。农民普遍认为水稻产量与施肥量呈单一正比例，为提高产量往往过量施用肥料，导致部分地区的土壤残余氮磷增高，土壤深层残余的氮磷无法被水稻吸收而通过淋溶损失和地表径流等流失至各水体，造成水体的面源污染。

同时化肥施用比例过高，有机肥比重较少，导致土壤物理性状变差、团粒结构遭到破坏、止块板结、保水保肥能力降低，从而加大了养分的地表径流，养分流失加剧。我国传统的水稻长期淹灌与大量施化肥的模式。

造成农田地表排水量和渗漏率较大，随着排水和渗漏水流出农田的氮磷等污染物数量大。目前不少地区仍采用的这种常规淹灌的灌排模式，往往存在灌溉水利用系数低、灌溉定额偏高等问题，加剧了农业面源污染。

2、退水污染

在长期的农业生产实践过程中，稻田退水设施虽然能够积极地促进农作物生长、改善田间农耕管理、抵御洪涝灾害、提高国民经济发展水平。但是它还具有污染生态水环境的能力，特别是水中沉积物和化学物质极易造成地下水和地表水氮磷污染物超标。近年来对黄河宁夏段污染源解析的结果表明，农业生产过程中氮磷的使用严重影响当地水体质量，导致水质不断恶化。

3、灌区退水污染形成机理

区退水污染形成的机理较为清晰，首先由于研究试验区采用淹灌制，其退水量仅与淹灌水位高度有关，而取水量则与作物总需水量相关，随着作物的生长周期的田间蒸发、叶面蒸发等而上升，一部分污染物随取水量进入田间系统，随着水分的蒸散与作物吸收，部分污染物被残留在田间系统。

而通过对淹灌高度、施肥量的分析，可以看到施肥量对田间水污染物浓度的影响都是较为显著的，当使用大施肥量的情况下，总氮、总磷等污染物都有上升；而在水平分布上，则出现了从进水干渠到田间系统污染物浓度上升，再到排水有个下降的趋势。

为避免垂向下渗土壤截留对退水污染机理的影响，我们进行了垂直方向的研究，结果显示，总氮和氨氮含量在0-60cm土层中有随着监测时间的推移其浓度峰值有个逐渐下移的趋势，其他污染物变化并不剧烈，这说明在刚施肥时高浓度的氮随时间逐渐下渗，而且其峰值浓度逐渐降低。

土壤截留对氮的初始值有一定的影响，对其他污染物以及氮的退水污染机理的影响较小；同时，为避免水平方向侧向渗水土壤截留对退水污染机理的影响，我们进行了田边土壤水平方向的研究，结果显示其侧向渗水土壤截留现象与垂直渗水结果一致，仅对氮的初始值有一定影响，对其他污染物以及氮的退水污染机理影响较小。

通过对不同时段退水的水污染负荷量计算，可以看到其中TN、TP、氨氮、硝态氮的负荷量以第二次退水为最大。这主要由于第一次为泡田之后退水，田间水停留时间较短，水中污染物含量较小，而且排水量较小，所以其退水中污染物负荷量较小。

第二次退水是在农作物返青期，农田刚施完返青肥，而且此时农作物植株较小所能吸收的营养元素有限，第一次退水和第二次退水之间农田水停留时间较长，停留在农田水中的营养元素随取水量与蒸发量的增加不断累积，并且第二次退水是由于暴雨天气引起的非正常退水，虽然其退水量相比第三次退水量不是最大，氮由于其高浓度的污染物含量，第二次退水的污染物负荷量最大。

4、巧用“加减法” 稻田退水“零直排”

走进浙江省嘉兴桐乡市濮院镇，绿油油的水稻随风摇曳，初看与普通农田并无两样，近看才发现，农田旁的沟渠里多了莲花、菖蒲等水生植物和陶粒。“稻田退水在此沉淀、净化后，再流入河湖。”桐乡市农业生态建设指导中心主任周雪娥说，经过过滤，水中的氮、磷含量可分别下降10%和30%以上。

桐乡生态沟渠的打造是嘉兴推进稻田退水“零直排”的一个缩影。作为“浙北粮仓”，嘉兴拥有125万亩稻田，但由于水网密布、地处太湖流域下游等原因，农业面源污染比较突出。尤其每年水稻种植期，人工排水和降雨等都会带走大量氮肥、磷肥，分别占全市水污染物氮、磷排放总量的14%和17%，易造成周边水塘及河湖富营养化。

为此，嘉兴利用绿色“加减法”，因地制宜增设生态沟渠、拦截坝等，生态化改造断头浜、闲置池塘，并从源头减少肥料、农药输入，构筑生态优循环。目前，全市已建成总长度达39公里的48条生态河渠。同时，对符合要求的稻田退水“零直排”工程给予每亩最高3000元的补助。如今，嘉兴5万亩试点稻田的退水氮磷总量下降30%左右，预计到2025年底“零直排”试点可覆盖全市60万亩以上稻田。

巧设湿地，让稻田退水“无处可逃”。漫步平湖市广陈镇赵家兜灌区，170亩农田周边，17个退养鱼塘内绿意盎然，池水清澈见底。“鱼塘内的水通过泵站，依次进入灌溉渠道、稻田，再经生态沟渠过滤后回流到鱼塘，实现整个灌区灌排水循环再利用。”平湖市农业生态能源站站长燕燕介绍，这也是全省首个稻田退水“零直排”灌区。

力争5年内全市稻田面源主要污染物排放量下降逾1/3

稻田退水要更净，控制输入很关键。为了从源头“减量提质”，近年来，嘉兴大力推行稻渔综合种养模式，水稻田套养小龙虾、甲鱼等。鱼虾排泄物可当肥料，有助于实现稻米无公害种植，提升效益。桐乡市河山镇种粮大户曹荣泉今年尝试开展60亩稻虾种养殖，与单纯种水稻相比，亩均可增收约3000元。

截至目前，嘉兴稻渔综合种养殖面积共6.2万亩。今年上半年，全市化肥、农药使用量同比分别下降6.5%和4.9%。

下一步，嘉兴稻田退水“零直排”工程将结合美丽乡村建设，实现与休闲娱乐、养生度假等有机融合，力争5年内实现全市稻田面源主要污染物排放量下降1/3以上，让“碧水绕城”成为现实。