一、田-沟-塘协同调控稻田氮磷流失技术

水稻是我国第一大粮食作物，年播种面积约4.5亿亩。稻田沟渠密布，灌排系统完善，南方稻区还存在许多大小、深浅不一的水塘。除了灌排和存蓄功能以外，这些沟、塘的水量水质变化与田面水是否存在关联，其氮磷面源污染净化能力如何，该怎样强化？

风险期提前排水和循环灌溉措施下的水位调控图

在“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点专项中，针对水稻全生育期降水的时空异质性、稻田排水氮磷浓度分布的时间差异性和如何通过调控实现稻田排水在田-沟-塘系统内的循环利用减少稻田氮磷流失等问题，项目组专家分析了我国田、沟、塘平面布局与空间结构特征，评估了其调蓄能力，研发了田-沟-塘协同调控稻田氮磷流失技术。

风险期提前排水和循环灌溉措施下的氮磷流失削减潜力图

该项技术主要包括水位精准调控基本措施及风险期提前排水和循环灌溉强化措施，充分发挥沟、塘系统对稻田排水的调蓄功能与水质净化潜力，通过灌排控制，实现稻田氮磷的充分循环利用和其流失的高效阻控。项目组基于我国水稻主产区典型灌排单元的水量水质长期监测试验，发现了施肥后沟、塘氮磷浓度显著低于田面水、且峰值出现时间滞后的规律，由此研发了稻田灌排单元水量水质响应模型，不仅可定量模拟田-沟-塘水量水质响应关系，还可准确预测不同气候条件、水肥管理措施、沟塘配比及结构下稻田氮磷流失特征，指导稻田灌排单元设计和灌排措施优化。在此基础上，项目组进一步开发了稻田沟塘水位调控软件，方便基层农技人员精准控制沟、塘水位，准确把握水位水量关系。

以我国长江中游沟、塘面积占比5%左右的稻田系统为例，通过水位精准调控，适当延长沟、塘水力停留时间，可分别减少稻田氮、磷流失39%和28%。施肥后15天内若有大暴雨预报，在雨前1-2天，采取风险期提前排水，腾出库容以存蓄高浓度稻田排水，可进一步减排约5%；当稻田需要补水时，优先泵取沟、塘存水进行农田循环灌溉，还可减排约20%。

二、山东小麦-玉米两熟水肥资源高效利用技术

冬小麦、夏玉米一年两熟区水肥管理费时费工、利用率低是当前山东粮食生产中的突出问题。“山东旱作灌溉区小麦-玉米两熟全程机械化丰产增效技术集成与示范”项目团队以设施轻简化和水肥高效利用为核心，通过小麦玉米周年田间水肥一体化管网布局优化，测土定肥、小麦氮肥后移、玉米基肥减施后移等与作物需求匹配的水肥精量调控措施研究，构建了山东省冬小麦、夏玉米滴灌水肥一体轻简高效栽培技术模式，并建立了相应技术规程，同时配套研发出铺管和收管等滴灌轻简化设备, 实现了农机农艺高度融合和小麦-玉米两熟全程机械化丰产增效。

项目团队在试验示范中，取得了显著的节水节肥省工效果。其中，胶州洋河镇示范区，小麦季的氮肥偏生产力较对照提高22.4%，玉米季水分利用效率提高27.9%；潍坊安丘景芝镇千亩示范方，小麦、玉米实打产量分别为每亩642.4公斤和每亩751.1公斤，平均分别增产14.4%和12.9%，肥料利用效率分别提高11.8%和12.5%，灌溉水利用率分别提高38%和17.3%，气象灾害损失率降低3.03%和3.45%，平均每亩节本增效145元和133元。