文 涛,邵孝侯,李圆圆,徐 征,江培福,邱 艳,王金兰

(1.南京市水利规划设计院有限责任公司,江苏南京 210006;2.河海大学水利水电学院,江苏 南京 210098;3.水利部综合事业局,北京 100053;4.南京高淳县水务局,江苏 南京 211300)

我国是农业大国,人口众多,人均耕地面积较少,必须通过增施化肥来增加粮食产量以满足人民对粮食的基本需求。由于增施化肥,我国的化肥使用量已严重超标。据调查,我国化肥平均施用水平(折纯量)约达400 kg/hm2,大大超出了发达国家设置的225kg/hm2的安全上限[1]。施肥虽然对提高农作物产量起到了重要的作用,但有研究[2]表明,氮肥大量使用导致了氮素大量流失,流失的氮素导致的面源污染不仅使湖泊和海湾富营养化,而且造成了多数地区地下水硝酸盐和亚硝酸盐严重超标。农业面源污染由于时空范围广,随机性大,较难治理,目前还没有一种有效的技术治理面源污染。针对农业面源污染控制这一世界性难题,美国俄亥俄州州立大学研究出一种集灌溉、排水、湿地净化和排水再利用为一体的小型农田水利工程:地下灌溉-排水-湿地综合管理系统(WRSIS系统),该系统可有效提高水资源利用效率和控制面源污染[3-4]。我国南方主要粮食作物为水稻,研究WRSIS系统中稻田氮素的动态变化,对控制农田面源污染以及WRSIS系统在我国南方水稻种植区的推广和应用具有重大意义。

WRSIS系统由灌溉、排水和湿地3个子系统构成,各个系统通过一定的灌溉排水设施连接成为一个整体。……