近些年来,随着点源污染控制能力的提高,农业面源污染的严重性逐渐显现出来,对水体富营养化的影响占有很大比重。过量使用化肥及不合理的水分管理方式是产生农业面源污染的主要原因。本文立足农业面源污染控制和控水减排,通过模拟水稻生产主要农事活动,对模拟稻田进行了基于“控水滞排”、“深施缓释”、“调水减排”、“人工降雨”和“固源免排”等组合技术的控水减排试验,检测分析了模拟稻田土壤和田面水的理化性质、氮磷等营养盐的动态特征与潜在的迁移流失规律,探讨了蓄水深度和排水高度条件下稻田氮磷的减排效能。研究的主要结果如下：Ⅰ通过模拟施肥春耕等农事活动,在模拟稻田设置不同排水高度进行控水滞排试验,结果表明：(1)土壤和田面水的pH值随时间呈升高的趋势,在6.8～7.36变化范围。土壤和田面水Eh值小于300 mv。(2)土壤的TN含量在1周内呈总体上升的趋势,其TP、AP含量整体上呈逐渐上升态势；田面水的TN浓度在后期动态下降,其TP与DP浓度的动态相似,呈升-峰值-降的趋势；TN、TP浓度与蓄水深度呈极显著的负相关(Y=91.89X-0.99,R2=0.986、Y=-330X+1.1891,R2=0.99)。(3)提高排水堰高度,虽然田面水TN、TP的浓度有所降低,但并不能降低其潜在流失量。控水滞排至第5-7d后,田面水中TN和TP的流失量较少。TN与潜在流失量较大的第3d相比,可减少排放47.38～75.45%；TP与潜在绝对流失量较大的第2d相比,可减少排放68.96～88.32%。(4)从排水方式看,土壤耕整后先采取控水至9cm或6cm的深度,然后再排水至3cm的控水深度的排水方式,模拟稻田田面水中TN、TP的流失量总体上可分别减少33.33%～50.00%、34.48%～50.00%。(5)就氮、磷流失的形态而言,在控水滞排2d内,氮素流失形态总体上以NH4+-N为主；2d后流失形态以TN为主。磷素的相对流失形态总体上主要以DP为主。Ⅱ在水稻的返青期,以尿素撒施为对照,对稻田设置不同施肥深度进行了尿素造型深施的深施缓释试验,结果表明：(1)土壤和田面水的pH值均呈增大的变化趋势,其理化性质向弱碱性发展。土壤的Eh整体上呈升-降-升的态势,田面水的Eh总体上大于300mv。(2)田面水中TN浓度呈平稳-升-降-升-降的趋势。尿素造型深施可减少田面水TN流失,其中深施11cm的田面水中TN的减排效能最佳,若在第5d～7d排水,可减少排放田面水TN 50.32～67.74%；尿素造型深施的田面水中氮素的流失形态以NO3--N为主。(3)田面水中TP和DP浓度变化呈先升后降趋势。从排水时间看,尿素造型深施11cm后,若在第2d排水,其TP减排效能最佳,可减少排放田面水TP70.33%,于第5～7排水,可减少排放田面水TP 35.90～69.33%。磷素流失形态总体上表现为TP-DP-TP交替发生的现象。(4)田面水SS浓度在初期迅速提高。尿素造型深施11cm后若适当延迟排水时间至第5～7d排水,可减少排放田面水SS 64.44～76.33%。尿素撒施后若延迟排水时间至第5～7d,可显著减少排放田面水SS69.44～72.22%。撒施处理的田面水中COD浓度显著高于其他深施处理的COD浓度,田面水COD的绝对流失量要大于尿素造型深施。从不同时间的减排效能看,造型深施7cm在施肥处理后延迟排水时间至第5d或7d,田面水COD的减排效能较高。Ⅲ在水稻孕拔节穗期,对稻田撒施孕穗肥(尿素+钾肥)后,设置不同排水高度进行调水减排试验,结果表明：(1)撒施孕穗肥后土壤和田面水的pH均呈平稳-微降-平稳的趋势,其中,田面水pH值范围在7.30～10.41,土壤pH值在6.13～8.94,呈pH(水)>pH(土)。田面水的Eh值大于300mv。(2)土壤TN含量变化不大,其NH3-N含量呈升-峰值-微降-小幅上升的趋势,N03-N维持很低的含量水平,但第5d后出现反弹上升态势。(3)调水减排前期田面水中TP和DP浓度升高,第3d后田面水TP和DP浓度下降。田面水TN和TP浓度与蓄水深度呈极显著的负相关(Y=19.71e-0.32x, R2=0.998、Y=0.127X-0.71,R2=1)。(4)若延迟排水时间至第5～7d,可减少排放田面水TN 47.44～86.50%。与第3d排水相比,若在第5～7d排水,可减少排放田面水TP 19.15～44.44%。田面水氮素的相对流失形态以TN为主。田面水磷素的相对流失形态则以TP为主。Ⅳ采用中科院水稻所研制的“对喷式”人工模拟降雨器,对经过晒田后的水稻黄熟期模拟稻田,进行了人工降雨试验,结果表明：(1)17.4mm/h雨强的田面水中TN浓度迅速下降。48mm/h和60mm/h雨强的田面水积聚量较大,若延迟稻田排水时间至第5d,田面水减排效能最佳。田面水中NH4+-N浓度整体水平较低；田面水中NO3--N的浓度的总体水平较高,随时间变化呈逐渐下降的趋势。人工降雨处理后田面水中氮素的流失形态主要以NO3--N或TN为主。(2)人工降雨后初期,田面水中TP和DP浓度总体上表现为60mm/h雨强的最高,17.4mm/h雨强的最低。在人工降雨后1～2d内进行排水,17.4mm/h雨强的田面水中TP的流失潜能较小,48mm/h和60mm/h田面水TP的流失潜能较大。如延迟稻田排放水时间到第3～5d,可减少排放田面水TP9.95～100.00%。磷素的流失形态主要以DP为主。(3)17.4mm/h雨强在初期田面水中SS浓度较高,48mm/h和60mm/h雨强处理的田面水中SS浓度有反弹上升趋势。如特殊情况需要进行排水,17.4mm/h雨强的田面水中SS的减排效能为66.19%；48mm/h和60mm/h雨强的人工降雨后,若第2d或第5d进行排放水,可减少排放田面水SS 74.29-80.65%或67.74～91.43%。(4)48mm/h和60mm/h雨强田面水中COD浓度随时间缓慢升高。17.4mm/h雨强田面水COD浓度在人工降雨后1d内处于较高水平在第1d进行排水,就17.4mm/h和48mm/h而言,可分别减少排放田面水中COD 29.15%和32.69%。Ⅴ在水稻收割后的模拟稻田中,设置免耕、浅耕和深耕3个夏季施肥耕作处理,进行了固源免排试验,结果表明：(1)3个耕作处理的稻田土壤pH值均小于7.00,土壤呈酸性。夏季施肥耕作会对土壤pH值的影响表现为免耕>浅耕>深耕。浅耕的土壤含水量在初期较低,但随时间推移呈升-峰值-微降的趋势。免耕和深耕的含水量整体上变化平稳。(2)施肥耕作后土壤TN含量呈微升-峰值-微降的趋势,总体上维持较高的含量水平。不同耕作模式的田面水中TN的浓度变化表现出不同的变化趋势。免耕处理后在第5d后排水可以减少田面水TN流失54.70～67.78%。浅耕处理后在第2-7d排水,可减少田面水排放TN 62.99～85.09%。深耕处理后5～7d排水,可减少排放田面水TN 52.45～87.99%。三个耕作处理的田面水氮素的流失形态以TN为主。(3)夏季施肥耕作后,深耕的土壤中TP含量整体上小于免耕和浅耕的土壤中TP含量,但3个耕作处理的土壤中TP处于较高的含量水平。土壤中AP含量总体上呈升-峰值-降的趋势,各处理的差异不大。免耕和深耕处理的田面水中TP和DP浓度在第1～5d内浓度较高,并且均表现为免耕>深耕。浅耕的田面水TP和DP的浓度呈逐渐下降趋势。耕作处理后田面水TP的绝对流失量,免耕为最大；深耕次之；浅耕最小。磷素的流失形态表现出一定的差异性,随时间变化呈TP与DP交替变化的现象。免耕和深耕处理在2d后排水,田面水TP的相对流失潜能较大。浅耕处理后田面水TP的相对流失潜能较小。(4)三个处理若在第5d后排水,可减少排放SS 73.33～98.36%。三个耕作处理的田面水COD的绝对流失量中,以免耕处理为最大,浅耕和深耕处理相差不大。若在第1d后排水,可减少排放田面水COD 45.00～98.36%。以上的研究结果,可为减排降污控制稻田面源污染物排放总量的组合技术提供理论依据,为源头控制和治理农业面源污染提供的新的思路与方法。