水田節水技術：節水、省費、減排

□沙永海 王業良

隨著耕作技術的進步和市場對粳稻需求的劇增，中國已經成為世界粳稻播種面積最大、產量最高的國家。黑龍江省是我國最大的商品粳稻產地。2009年我省粳稻面積是3929萬畝，到2012年將達到4929萬畝。屆時，全省粳稻總產量將達到422億斤，除供應本省74億斤外，可以向國家提供348億斤優質粳稻。

但水稻田的大量耗水已使黑龍江省的水資源不堪重負，呼蘭河、螞蟻河等河流每到灌溉期的斷流已成為常態。預計至2015年，全省水田面積將達到5000萬畝。如果仍采取目前的灌溉技術，水田用水量將高達286億立方米，占2009年全省社會總用水量的90%，將會突破水資源利用紅線。這不符合全省水資源綜合發展規劃，也無法實現全省灌溉規劃的發展目標。

據國際水稻研究所的研究成果，稻米種植中產生的溫室氣體約占全球溫室氣體排放量的10%。而來自黑龍江省水利科學研究院的觀測結果，如果采用控制灌溉技術，可以減少水稻田溫室氣體排放量的60%。

黑龍江省水田節水技術的發展歷程是與水田的發展歷程息息相關的。水田發展是在水田畝效益是旱田2～3倍的利益驅動下，從高積溫帶向低積溫帶分布。時間僅僅用了30年，我省水稻種植面積就從1980年的424萬畝發展到2010年的4402萬畝，增長了10倍多。

目前，黑龍江省的水稻種植已從第一積溫帶發展到第五積溫帶。但適宜種植水稻的黑龍江省南部高積溫帶地區，如呼蘭河流域、螞蟻河流域的水田面積很快超過了當地水資源的承載力。河流斷流和地下水位的不斷下降，反映了當地水資源的稀缺性。

從上世紀90年代起，我省水利部門開始推廣淺濕型節水灌溉技術。這項技術雖部分緩解了缺水矛盾，使有限的水資源又相應地多種了部分稻田，但這項技術仍有其局限性。為此，探索更科學的節水技術以多發展水田就成為必然。從2000年開始在我省推廣的“寒地水稻節水控制灌溉技術”，或稱“水稻調虧灌溉技術”，將水田節水效果大大向前推進。

據國際水稻研究所的研究成果，水稻田的水里一直冒著大量的泡泡，它們中大多數是甲烷。甲烷，俗稱沼氣，與二氧化碳同屬溫室氣體。在大氣層中，甲烷所產生的溫室效應是二氧化碳的20倍以上。該所統計，全球溫室氣體排放量中，甲烷至少占20%，而甲烷排放中，有一半來自稻米種植。該所強調，沒有任何其他作物釋放這樣多的溫室氣體，且釋放甲烷是水田生產中特有的現象。

國際水稻研究所所說的水稻田水里大量涌出的甲烷，農民一般稱之為沼氣或“漚氣”，它產生的機理是在水稻田被水覆蓋時，即在隔絕空氣的情況下，由植物殘體分解而成。具體地講，就是水稻田里存在著甲烷氧化菌，它通過在無氧環境中分解糞肥和其他有機物質時大量繁殖，繁殖過程中產生的甲烷氣體間接或者直接排放到大氣中。

既然水稻田是在無氧環境下才產生甲烷氣體的，所以水稻田的節能減排就應從減少水稻田被水覆蓋的時間入手，盡量減少水稻田產生甲烷氣體。

觀測表明，在無水或少水狀態下，化肥和農藥隨水的排、滲量大大減少，因而化肥和農藥的利用率可提高20～30%，也就是說，在節省了四分之一的化肥、農藥的成本之后，還避免了這些未被農作物吸收的化肥、農藥隨水排、滲后去污染水體。從國內的研究、推廣動態看，近年來將控制灌溉技術等同于節能減排的相關研究也已開始。

根據黑龍江省水利科學研究院的觀測結果，由于采用控制灌溉技術后的水稻田經常處于濕潤甚至干裂狀態，造成了土壤的氧化還原電位升高，通透性增加。此時，水稻田不再產生甲烷。經實地觀測，與傳統灌溉相比，其被水覆蓋時間要減少60%以上，這也就意味著水稻田的無氧環境減少了60%以上，因而可以肯定地說，水稻田的甲烷排放量相應地減少了60%以上。

綜上所述，推廣水田控制灌溉技術將收到節水、省費、減排等一舉多得的功效，會產生巨大的經濟效益、社會效益和生態效益。