水田节水技术：节水、省费、减排

□沙永海 王业良

随着耕作技术的进步和市场对粳稻需求的剧增，中国已经成为世界粳稻播种面积最大、产量最高的国家。黑龙江省是我国最大的商品粳稻产地。2009年我省粳稻面积是3929万亩，到2012年将达到4929万亩。届时，全省粳稻总产量将达到422亿斤，除供应本省74亿斤外，可以向国家提供348亿斤优质粳稻。

但水稻田的大量耗水已使黑龙江省的水资源不堪重负，呼兰河、蚂蚁河等河流每到灌溉期的断流已成为常态。预计至2015年，全省水田面积将达到5000万亩。如果仍采取目前的灌溉技术，水田用水量将高达286亿立方米，占2009年全省社会总用水量的90%，将会突破水资源利用红线。这不符合全省水资源综合发展规划，也无法实现全省灌溉规划的发展目标。

据国际水稻研究所的研究成果，稻米种植中产生的温室气体约占全球温室气体排放量的10%。而来自黑龙江省水利科学研究院的观测结果，如果采用控制灌溉技术，可以减少水稻田温室气体排放量的60%。

黑龙江省水田节水技术的发展历程是与水田的发展历程息息相关的。水田发展是在水田亩效益是旱田2～3倍的利益驱动下，从高积温带向低积温带分布。时间仅仅用了30年，我省水稻种植面积就从1980年的424万亩发展到2010年的4402万亩，增长了10倍多。

目前，黑龙江省的水稻种植已从第一积温带发展到第五积温带。但适宜种植水稻的黑龙江省南部高积温带地区，如呼兰河流域、蚂蚁河流域的水田面积很快超过了当地水资源的承载力。河流断流和地下水位的不断下降，反映了当地水资源的稀缺性。

从上世纪90年代起，我省水利部门开始推广浅湿型节水灌溉技术。这项技术虽部分缓解了缺水矛盾，使有限的水资源又相应地多种了部分稻田，但这项技术仍有其局限性。为此，探索更科学的节水技术以多发展水田就成为必然。从2000年开始在我省推广的“寒地水稻节水控制灌溉技术”，或称“水稻调亏灌溉技术”，将水田节水效果大大向前推进。

据国际水稻研究所的研究成果，水稻田的水里一直冒着大量的泡泡，它们中大多数是甲烷。甲烷，俗称沼气，与二氧化碳同属温室气体。在大气层中，甲烷所产生的温室效应是二氧化碳的20倍以上。该所统计，全球温室气体排放量中，甲烷至少占20%，而甲烷排放中，有一半来自稻米种植。该所强调，没有任何其他作物释放这样多的温室气体，且释放甲烷是水田生产中特有的现象。

国际水稻研究所所说的水稻田水里大量涌出的甲烷，农民一般称之为沼气或“沤气”，它产生的机理是在水稻田被水覆盖时，即在隔绝空气的情况下，由植物残体分解而成。具体地讲，就是水稻田里存在着甲烷氧化菌，它通过在无氧环境中分解粪肥和其他有机物质时大量繁殖，繁殖过程中产生的甲烷气体间接或者直接排放到大气中。

既然水稻田是在无氧环境下才产生甲烷气体的，所以水稻田的节能减排就应从减少水稻田被水覆盖的时间入手，尽量减少水稻田产生甲烷气体。

观测表明，在无水或少水状态下，化肥和农药随水的排、渗量大大减少，因而化肥和农药的利用率可提高20～30%，也就是说，在节省了四分之一的化肥、农药的成本之后，还避免了这些未被农作物吸收的化肥、农药随水排、渗后去污染水体。从国内的研究、推广动态看，近年来将控制灌溉技术等同于节能减排的相关研究也已开始。

根据黑龙江省水利科学研究院的观测结果，由于采用控制灌溉技术后的水稻田经常处于湿润甚至干裂状态，造成了土壤的氧化还原电位升高，通透性增加。此时，水稻田不再产生甲烷。经实地观测，与传统灌溉相比，其被水覆盖时间要减少60%以上，这也就意味着水稻田的无氧环境减少了60%以上，因而可以肯定地说，水稻田的甲烷排放量相应地减少了60%以上。

综上所述，推广水田控制灌溉技术将收到节水、省费、减排等一举多得的功效，会产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。