李益群，王 珂

（南通市如皋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，江蘇 如皋 226500）

長江流域汛期一般在每年的5～10月，其中梅雨期5～7月。在此時期，降水顯著增加，大量隨徑流入河，各類污染物也隨之進入水體，水環(huán)境質(zhì)量嚴重下滑。其中，農(nóng)田退水污染影響最大。蘇中某沿江農(nóng)業(yè)大縣（以下簡稱蘇中某縣）臨江近海，境內(nèi)水網(wǎng)密布，河道縱橫，每年汛期正好與農(nóng)業(yè)麥?zhǔn)蘸退痉N植重疊，短期對水體環(huán)境的沖擊負荷明顯。積極有效應(yīng)對汛期農(nóng)田退水污染，使區(qū)域水環(huán)境少受汛期影響，平衡度過汛期，已成為地方政府、生態(tài)環(huán)境部門和廣大百姓謀劃和關(guān)心的重點。汛期涉及區(qū)域廣，蘇中某縣具有一定代表性。本文以蘇中某沿江農(nóng)業(yè)大縣作為樣本，系統(tǒng)分析汛期農(nóng)田退水情形、退水量、農(nóng)藥化肥用量及排放量、汛期內(nèi)河水質(zhì)變化趨勢，并針對以上因素提出了防止和減緩汛期水質(zhì)下滑的對策措施。

1 汛期農(nóng)田退水溯源分析

1.1 降水退水

降水退水主要集中在梅雨季節(jié)和臺風(fēng)等極端氣象條件時，該過程雨量充沛，雨水大都徑流入河。2021年，蘇中某縣6月18日人梅，7月11日出梅，歷時28天。全縣16個降水觀察站降水范圍146.3～355.7mm，均值267.25mm。該縣水稻種植面積約63.24萬畝，計421.6平方公里。通過對各板塊水稻種植量和降水量的加權(quán)計算，該市水稻田梅雨期總降水1.117億立方米，由于梅雨期地下水位很高，降水垂直徑流量較少，同時考慮梅雨期連續(xù)晴天天數(shù)，降水僅有3次保留5cm的降水量，其余基本排放，推算梅雨期稻田排放量為4.846×107m3。

1.2 耕種作業(yè)排水

（1）平田退水。因耕作需求，麥?zhǔn)蘸筇镩g需先灌水浸泡秸稈四天，目的是泡軟秸稈、泡透土壤耕作層，以便于秸稈浸潤下沉附著在土上，利于耕種還田。因田地不平整，為確保所有秸稈得到浸泡，基本是大水漫灌，一般水深達10cm左右。浸泡后進入犁耕、機磨平整和插秧作業(yè)工序，該作業(yè)過程須嚴格控制水層在1～2cm，水層過高浮草增多，同時插秧易漂秧、倒秧，因此，作業(yè)時須將多余的水外排，一般平均排水約5cm，全縣稻田排水2.108×107m3。

（2）防燒苗排水。小麥、水稻秸稈碳氮比高達100∶1，泡田水中碳氮比也較高，遠超腐生菌繁殖生長要求的25∶1，泡田水在高溫快速腐爛過程中，腐生菌搶用土壤環(huán)境中的氮，造成秧苗缺氮發(fā)黃死亡，只有排放泡田水才能解決燒苗問題。防燒苗也是排水的主因之一，該排水過程基本涵蓋在降水退水和耕種退水內(nèi)。

（3）擱田排水。擱田就是在水稻分蘗初期排水曬田，目的是有效控制無效分蘗，促進根系生長，增強根系活力，有利于后期的養(yǎng)分吸收和抗倒伏能力，擱田大約在7月底。在天氣連續(xù)晴天狀況下，擱田可通過自然蒸發(fā)實現(xiàn)，但2021年恰逢“煙花”臺風(fēng)連續(xù)降水，田間蓄水較多，需人為排放。根據(jù)實際調(diào)研擱田期排水約5cm，全縣稻田排水2.108×107m3。

2 農(nóng)田退水污染源強分析

2.1 秸稈污染源強分析

夏收后溫度逐漸抬升到25℃以上，秸稈腐爛期短，污染物釋放較快。根據(jù)檢索，小麥秸稈中的磷含量為0.02～2.34g/kg，平均值為0.613g/kg，每畝田夏收產(chǎn)生秸稈約0.4噸，腐爛后釋放總磷約245克/畝。本單位對秸稈浸泡污染物釋放進行了實驗分析，在秸稈與水質(zhì)量比為8.3%的浸泡比下，5天后浸泡水總磷濃度在10～16mg/L之間波動。耕種時秸稈與浸泡水比為0.6%，考慮田間微生物的作用，秸稈浸泡釋放總磷的貢獻為1～2 mg/L。

2.2 農(nóng)藥化肥污染源分析

（1）農(nóng)藥化肥使用情況調(diào)查。當(dāng)前我國農(nóng)藥化肥施用存在的主要問題是畝均用量偏高，是美國的2.6倍，歐盟的2.5倍[1]。過量施用的大部分化肥農(nóng)藥通過徑流污染土壤、水環(huán)境，影響生態(tài)環(huán)境，嚴重破壞了土壤微生物生態(tài)鏈，使土壤失去活性功能成為死土，更嚴重的是對水體造成嚴重污染。對該縣2021年10000畝水稻種植期農(nóng)藥、化肥具體使用量、使用過程進行了調(diào)查?；适褂闷跒?月初～8月初，歷經(jīng)65天左右，品種為復(fù)合肥和尿素，使用量為55公斤/畝，計825公斤/公頃，僅夏種就超出國際警戒用量225公斤/公頃2.67倍。2021年水稻大量倒伏與化肥施用過多不無關(guān)系。農(nóng)藥使用期為6月初～9月下旬，歷經(jīng)110天左右，品種多達10種，見表1、表2。

表1 蘇中某縣2021年水稻種植季化肥具體使用時期使用量調(diào)查表

表2 蘇中某縣2021年水稻種植季農(nóng)藥具體使用時期使用量調(diào)查表

（2）農(nóng)藥化肥污染物排放分析。蘇中某縣水稻種植面積63.24萬畝，化肥使用共計34782噸，其中復(fù)合肥使用量22134噸，尿素使用12648噸，化肥中特征污染物主要為氮、磷，總氮含量10645.4噸，總磷含量4897.2噸。農(nóng)藥使用共計360.5噸，農(nóng)藥中特征污染物以氮為主，其中氮含量占比14.5%，計52.403噸，其次為氟、氯、硫、溴。根據(jù)農(nóng)業(yè)部制定的《到2020年化肥使用量零增長行動方案》和《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》，到2020年，主要農(nóng)作物肥料和農(nóng)藥利用率達到40%以上。根據(jù)對農(nóng)業(yè)部門和種田大戶的調(diào)查，2021年農(nóng)藥化肥用量與2020年變化甚微，根據(jù)該行動方案，該區(qū)域具體使用和外排統(tǒng)計量見表3、表4。

（3）農(nóng)田退水污染狀況。通過對2021年整個水稻種植期農(nóng)田退水的調(diào)查分析，農(nóng)田退水污染強度耕種期最強，受降水量影響種植前期氮磷排放濃度相對中后期低，中后期基本平穩(wěn)，但受降水量及施肥時間的不定性退水污染物強度規(guī)律性不明顯。擱田排放水強度反彈，具體特點如下：

1）浸泡施肥退水。污染主要源于基肥釋放和秸稈浸泡腐爛，秸稈浸泡4天耕種前需人為排水，該階段為全區(qū)域短期集中排水，排水水質(zhì)呈暗紅色，此時段內(nèi)河水質(zhì)差，地表水亦呈微紅色，最易發(fā)生死魚事件。對該階段三塊大田退水進行了監(jiān)測：CODcr均值232mg/L、最高達352mg/L，TP均值2.9mg/L、最高達8.44mg/L，NH3-N均值11.91mg/L、最高達17.5mg/L。該縣所有稻田浸泡短期排水2.108×107m3，CODcr排放4890.56噸、TP排放61.98噸、NH3-N排放251.06噸。

2）種植期退水。退水主要以降水為主，排水污染濃度受降水量波動較大。整個種植階段退水CODcr均值65.4mg/L，波幅為25～120mg/L；TP均值1.97mg/L，波幅為0.234～8.44mg/L；NH3-N均值11.45mg/L，波幅為0.882～91.6mg/L。該縣所有稻田種植排水4.846×107m3，CODcr排放3169.28噸、TP排放95.68噸、NH3-N排放554.76噸。

3）閣田退水。閣田一般在7月底需將田間水全排盡，排水濃度CODcr22mg/L、NH3-N6.28mg/L、TP3.08mg/L。其中TP濃度較高與梅雨期后秸稈腐爛、化肥釋放及相對長時間未排水有關(guān)。全縣排水2.108×107m3，CODcr排放463.76噸、NH3-N排放132.38噸、TP排放64.93噸。

3 農(nóng)田退水對水環(huán)境的影響

選取直接受面源農(nóng)田退水污染的六條河流進行長期TP等因子監(jiān)測，本地區(qū)定標(biāo)因子為總磷，分析汛期前后河流水質(zhì)TP變化趨勢，見圖1。

圖1的監(jiān)測結(jié)果表明，自本地6月初夏收后內(nèi)河水質(zhì)呈斷崖式下降，6條內(nèi)河水質(zhì)從5月底的均Ⅳ類下降至6月初的均Ⅴ類，到6月下旬全面惡化至劣Ⅴ類。水質(zhì)下降時間與6月12日左右的秸稈浸泡和基肥施用人為排水以及6月18日入梅時間相吻合。部分河段水質(zhì)5月下旬惡化與麥子倒伏秸稈腐爛有關(guān)。水稻種植后地表水污染不斷加重，到7月11日出梅多數(shù)河流TP污染呈上升趨勢，至8月中旬水質(zhì)才略微好轉(zhuǎn)大多數(shù)河流轉(zhuǎn)為Ⅴ類。9月份個別河段水質(zhì)異常超標(biāo)與河邊秸稈大量堆積腐爛有關(guān)。

表3 蘇中某縣2021年水稻種植期間化肥使用量及外排量匯總表

表4 2021年水稻種植期間農(nóng)藥使用量及外排量匯總表

圖1 汛期內(nèi)河水質(zhì)總磷變化趨勢圖

4 汛期水環(huán)境改善的對策建議

4.1 推廣機械深耕，降低表層秸稈含量[2]

采用雙鏵犁、圓盤犁等生態(tài)型犁耕深翻還田作業(yè)，將秸稈直接犁耕深翻到土壤中，一般作業(yè)耕深大于22厘米，秸稈覆蓋率80%。深耕能將秸稈深埋到地下，加速秸稈的腐化速度，相對單位體積土壤中小麥秸稈含量比小型機械耕翻淺的秸稈含量低得多。深耕田浸泡水中的碳氮比小，可降低浸泡水因缺氮燒苗的影響，從而減少退水排放量。

4.2 控制泡水水位，減少人為退水量

一是通過氣象預(yù)報，利用降水泡田，不用灌溉增加田間水量。二是通過適當(dāng)延長泡水時間，達到秸稈泡軟、土壤泡透目的即可。三是加大麥田耕種的平整度，降低泡田水量。四是田間調(diào)劑，將退水排入未耕種的田地，進行二次利用。

4.3 推廣秸稈離田，減少秸稈浸泡污染

秸稈浸泡產(chǎn)生大量腐殖質(zhì)污染物，為減少污染物對地表水和地下水的影響，應(yīng)適當(dāng)推進秸稈離田，特別在河道一定范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)立秸稈離田、嚴堆管控區(qū)。今年該縣在骨干河道兩側(cè)1公里范圍內(nèi)設(shè)立了生態(tài)緩沖帶，秸稈打捆離田，嚴禁堆放，2021年該縣夏收秸稈離田37372畝，占比5.9%。離田秸稈送生物發(fā)電廠綜合利用。

4.4 建設(shè)田頭退水回灌系統(tǒng)，推動循環(huán)使用

在農(nóng)田周邊排水渠構(gòu)建“控制涵閘+循環(huán)泵站+銜接渠道”退水回灌循環(huán)系統(tǒng)，即在原排水四級溝或四級河尾端增設(shè)、增高滾水壩，并在四級溝適當(dāng)?shù)囟谓ㄔO(shè)潛水泵站，將農(nóng)田退水抽入灌溉系統(tǒng)重新回灌，實現(xiàn)循環(huán)利用。該措施能使農(nóng)田退水中富含的化肥、農(nóng)藥、除草劑等實現(xiàn)再利用，實現(xiàn)“退水不直排、肥水不下河、養(yǎng)分再利用”。

4.5 實施水系控導(dǎo)工程，推進區(qū)域片區(qū)化整治

通過控導(dǎo)工程建設(shè)、河道整治、控源截污，實現(xiàn)連點成線、由線及面的片區(qū)一體化水環(huán)境整治，片區(qū)內(nèi)地表水再回田灌溉，盡最大可能不影響骨干河道。一是控制內(nèi)河水位，通過控導(dǎo)閘、橡膠壩、溢流堰、節(jié)制閘以及自動化控制系統(tǒng)，將整治區(qū)域內(nèi)高水位控制在2.2～2.4m，而區(qū)域外骨干河道水位保持2.40～2.50m以上?？貙?dǎo)工程的實施，在保證安全的前提下，內(nèi)河水一般不流入骨干河道，內(nèi)河汛期排水受到管制。將骨干河道上的灌溉站點移至內(nèi)河，在灌溉季節(jié)農(nóng)田退水、域內(nèi)老集鎮(zhèn)雨污尚未徹底分流的污水以及分散農(nóng)戶排放的污水均可得到資源化利用。二是實施水系連通，通過拆除壩頭壩埂、擴大涵洞直徑、降低涵洞底高程、拆壩建橋和清淤疏浚等措施，打通原水系溝通中的斷點、阻點，確保水系連通，增加水動力，提高河道水環(huán)境容量和水體自然凈化的能力，使水質(zhì)進一步得到改善。

目前該縣選取三條骨干河道圍成的255km2區(qū)域進行區(qū)域整治。區(qū)域內(nèi)一級河道共2條（段），總長度為36.22km；二級河道共3條（段），總長度為46.56km；三級河道共63條（段），總長度為232.24km；四級河道共429條（段），總長度為346.49km。片區(qū)化整治實施后內(nèi)河水隨意排放得到控制，外圍骨干河道水質(zhì)必定得到改善。

4.6 減少農(nóng)藥化肥使用量，實現(xiàn)綠色科學(xué)種田

依據(jù)“增產(chǎn)施肥、經(jīng)濟施肥、環(huán)保施肥”理念，通過測土配方施肥，合理制定作物單位面積施肥限量標(biāo)準(zhǔn)，遏制盲目施肥和過量施肥行為。同時推進合作社種田模式，向農(nóng)民提供統(tǒng)測、統(tǒng)配、統(tǒng)供、統(tǒng)施“四統(tǒng)一”服務(wù)，減少化肥使用量。應(yīng)用農(nóng)業(yè)防治、生物防治、物理防治等綠色防控技術(shù)，創(chuàng)建有利于作物生長、天敵保護而不利于病蟲害發(fā)生的環(huán)境條件，預(yù)防控制病蟲發(fā)生，從而達到少用藥的目的。大力推廣應(yīng)用生物農(nóng)藥、高效低毒低殘留農(nóng)藥，替代高毒高殘留農(nóng)藥。根據(jù)病蟲監(jiān)測預(yù)報，堅持達標(biāo)防治，適期用藥。該縣已制定《xx市2021年化肥減量增效技術(shù)方案》。

4.7 加大畜禽糞便還田監(jiān)管，杜絕借機趁汛排放

《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》要求種養(yǎng)平衡、以種定養(yǎng)，建設(shè)與養(yǎng)殖匹配的貯存設(shè)施。但受麥種后期施肥的限制，夏收前養(yǎng)殖戶無法消除積存的糞污，夏收后許多養(yǎng)殖戶立即向田間大量排放糞污，污染物大多隨汛期排入河道。因此農(nóng)業(yè)部門需加大糞污還田監(jiān)管，監(jiān)督養(yǎng)殖戶制定糞污還田計劃，核查暴雨前后糞污變化量，督促糞污分期分批隨灌溉用水施肥，糞污盡可能秋收后利用。

4.8 加快土地流轉(zhuǎn)，向種田大戶集中

大戶種植或合作社是破解水稻種植面源污染的重要措施之一。集中種植單位（戶）有條件對作物和地質(zhì)實施統(tǒng)測、統(tǒng)配、統(tǒng)供、統(tǒng)施；大戶配有大型機械，可實現(xiàn)深耕，農(nóng)藥大面積噴灑采用無人機作業(yè)，添加飛防助劑，每畝用稀釋藥2公斤，而人工打藥，每畝用藥至少15公斤。因此推廣大規(guī)模統(tǒng)一種植，能最大限度減少農(nóng)藥施用量[3]。

5 結(jié)語

汛期水質(zhì)惡化攸關(guān)生態(tài)環(huán)境安全和全年水質(zhì)達標(biāo)，農(nóng)田退水污染是水環(huán)境治理的深層次矛盾和問題，污染源于秸稈還田腐爛和化肥施用釋放。因此治理應(yīng)從兩方面入手，涉及水利、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等眾多地方政府部門，各部門需共同發(fā)力聯(lián)合推進。汛期污染防治基礎(chǔ)性治理設(shè)施等應(yīng)列入年初基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，執(zhí)行情況列為深入打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的考核內(nèi)容。對散戶農(nóng)民要加大宣傳力度、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)種田模式，村級倡導(dǎo)成立種田協(xié)會，統(tǒng)一灌溉、統(tǒng)一施肥、統(tǒng)一除蟲，從而達到節(jié)約用水，減少排水排污。