“發展農田水利既要解決水量問題，也要解決水質問題，否則不可能實現糧食增長的可持續發展。”近日，在接受《中國科學報》記者采訪時，中國工程院院士茆智指出，農田水利的發展，必須要把水量和水質放在同等重要的位置，這對防控當前農業面源水污染具有重要作用。
在茆智看來，化肥農藥的過度使用是當前農業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，每公頃使用量達到世界平均值的5.05倍。
施化肥過度勢必造成嚴重的后果。數據顯示，對于江河湖庫的水體污染，農業面源污染中總氮的貢獻率為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、揮發率高，造成土壤板結，有機質含量大幅度下降、肥力下降，產量和產品質量下降，污染土壤和水；且農產品質量安全和人體健康受到危害。
“從1980年到現在的統計顯示，農村消化系統和城市呼吸系統的發病率以及出生嬰兒的缺陷均持續升高，水、土、空氣和食物污染是主要原因之一。”茆智認為，為了減輕農業面源污染，要從源頭防控，合理施肥、科學施肥、降低施肥量。
茆智說，農民固有的理念是“莊稼一枝花，全靠肥當家”，讓農民減少化肥、農藥的使用量非常難。
在這種情況下，茆智表示，從農田水利設施上進行減污相對簡易可行。他提出構建具有兩套措施、四道防線的塘堰濕地——生態溝綜合系統。
據茆智介紹，第一套措施也是第一道防線是田間節水灌溉、控制排水和水肥綜合調控，即施肥總量不減少，把施肥時間與降雨、灌水配合起來，并用節水灌溉和控制排水的方法減少污染物的排放量。
“根據我們的試驗，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草溝—小型（塘堰）濕地綜合系統，而這套系統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，可以達到降解農業面源污染的效用。
“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一步處理。
2006年至2010年，茆智曾帶領團隊在湖北荊門和廣西桂林進行觀測試驗，他們利用原有塘堰或將一些低洼地改造成具有良好凈化效果的小型濕地，對氮磷進一步降解。
“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骨干生態溝，水從濕地里流出來，經過骨干生態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，對于解決農業面源污染問題非常有效，現在團隊已經在鄱陽湖以及漓江等流域開展長期的合作。
