水稻是我国最重要的粮食作物之一，也是最大的氮磷消耗者和排放者。水稻生产中的过量施肥和不合理灌溉，导致了流失性氮磷污染，对水体、土壤、大气和生物多样性造成了严重的环境问题。因此，探索和实施有效的水稻水管理措施，既能提高水稻产量和品质，又能减少氮磷排放和损失，实现水稻生产的可持续发展。

本文基于国内外相关文献，对中国流失氮磷污染治理水稻水管理的研究现状、存在问题和未来展望进行了综述，旨在为相关领域的科学家、农业技术人员和决策者提供参考。

一、流失氮磷污染的来源、影响和治理目标

流失性氮磷污染是指由于农业生产活动中广泛使用化肥、农药、饲料等物质，导致大量的氮磷元素通过地表径流、土壤渗漏、大气沉降等途径进入环境系统，并在不同介质之间转化、迁移和累积，造成水体富营养化、土壤酸化、大气污染、生物多样性下降等一系列生态环境问题。

中国是世界上最大的化肥消费国和水稻生产国。根据统计，2018年中国化肥施用量达到5.79亿吨，其中氮肥占比约为60%，磷肥占比约为20%。而中国的化肥利用率仅为30%-40%，远低于世界平均水平。这意味着每年有近3亿吨的化肥被排放到环境中，其中约有1.8亿吨是氮肥，约有0.6亿吨是磷肥。

作为中国最重要的粮食作物之一，水稻占据了全国耕地面积的22%，消耗了全国化肥用量的30%以上。由于传统的连作连种、淹水灌溉、过量施肥等不合理的农业管理方式，导致了水稻田中大量的氮磷元素被淋失、流失或挥发。据估计，中国每年有约0.6亿吨的氮素和0.2亿吨的磷素从水稻田中排放到环境中。

流失性氮磷污染对环境和人类健康造成了巨大的危害。首先，氮磷排放导致了水体富营养化，引发了藻类大量繁殖、水质恶化、溶解氧降低、水生生物死亡等一系列问题。据报道，中国约有70%的湖泊和水库受到不同程度的富营养化影响，其中以太湖、洞庭湖、鄱阳湖等大型淡水湖泊为代表的蓝藻水华现象尤为严重。其次，氮磷排放导致了土壤酸化，降低了土壤肥力和作物产量，影响了土壤微生物的活性和多样性，破坏了土壤生态平衡。据估计，中国约有40%的耕地受到不同程度的酸化影响，其中以南方的红壤和黄壤为主要类型。再次，氮磷排放导致了大气污染，增加了温室气体的排放，加剧了全球变暖和气候变化。据估计，中国每年有约0.2亿吨的氮素以氨、一氧化氮、二氧化氮等形式从农田中挥发到大气中，其中以水稻田为主要来源。最后，氮磷排放导致了生物多样性的下降，破坏了生态系统的稳定性和功能。据报道，中国约有30%的物种受到不同程度的威胁，其中以湿地和草地等敏感生态系统为主要受害者。

因此，治理流失性氮磷污染是实现中国农业绿色发展和生态文明建设的重要任务。根据《水污染防治行动计划》《农业农村部关于加强固定污染源氮磷污染防治工作的通知》等文件要求，中国已经制定了一系列的目标和措施，包括提高化肥利用率、控制化肥施用量、实施排污许可制度、推广节水节肥技术等 。其中，水稻水管理作为影响水稻产量和品质、调节水稻田微环境、控制水稻田氮磷排放和损失的关键因素之一，受到了越来越多的关注和重视。

二、水稻水管理对流失氮磷污染的影响机理

水稻水管理是指在水稻生长发育过程中，根据水稻对水分的需求和环境条件的变化，通过灌溉排水技术合理利用降雨量、渗漏量、田面蒸发量等因素，调节田间持水量和土壤含水量，维持适宜的田间水层或土壤湿度，以达到优化温度、肥力和通气性等目的。

水稻水管理对流失性氮磷污染的影响机理主要包括以下几个方面：

（1）影响土壤氮磷的化学形态和转化过程。土壤中的氮磷主要以有机和无机两种形态存在，不同形态的氮磷具有不同的生物有效性和迁移性。水稻水管理通过改变土壤的氧化还原条件，影响了土壤中氮磷的化学形态和转化过程，如硝化、反硝化、固氮、矿化、吸附、解吸等。一般来说，淹水条件下，土壤中的氧气消耗殆尽，导致土壤呈现还原状态，有利于有机氮和磷的矿化和解吸，增加了水溶性氮和磷的含量；而干旱条件下，土壤中的氧气充足，导致土壤呈现氧化状态，有利于无机氮和磷的硝化和吸附，减少了水溶性氮和磷的含量 。

（2）影响土壤氮磷的排放和损失途径和方式。土壤中的氮磷主要通过以下几种途径和方式从水稻田中排放或损失：地表径流、土壤渗漏、大气挥发、作物吸收等。水稻水管理通过改变田间持水量和土壤含水量，影响了土壤氮磷的排放和损失途径和方式。一般来说，淹水条件下，田间持水量高，地表径流强，导致大量的颗粒态和溶解态氮磷随着地表径流流失；而干旱条件下，田间持水量低，地表径流弱，导致较少的颗粒态和溶解态氮磷随着地表径流流失。淹水条件下，土壤含水量高，土壤渗漏强，导致大量的溶解态氮磷随着土壤渗漏淋失；而干旱条件下，土壤含水量低，土壤渗漏弱，导致较少的溶解态氮磷随着土壤渗漏淋失。淹水条件下，土壤呈还原状态，反硝化作用强，导致大量的一氧化氮和二氧化氮等温室气体从土壤中挥发；而干旱条件下，土壤呈氧化状态，反硝化作用弱，导致较少的一氧化氮和二氧化氮等温室气体从土壤中挥发。淹水条件下，作物生长受到抑制，作物对氮磷的吸收能力降低；而干旱条件下，作物生长良好，作物对氮磷的吸收能力提高 。

三、水稻水管理对流失性氮磷污染治理的技术措施

根据不同的目标和条件，水稻水管理对流失性氮磷污染治理的技术措施主要包括以下几种：

（1）替代性灌溉：替代性灌溉是指在水稻生长季节内，在不影响水稻产量和品质的前提下，根据水稻对水分的需求和环境条件的变化，适时调整田间水层的高度和持续时间，以减少水稻田中氮磷的排放和损失。替代性灌溉的方式主要有间歇灌溉、亚淹水灌溉、控制性灌溉等。间歇灌溉是指在水稻生长季节内，根据水稻的生育期和土壤的含水量，交替实施淹水和干旱两种灌溉方式，以达到节水节肥的目的。亚淹水灌溉是指在水稻生长季节内，将田间持水量控制在较低的水平，使土壤表层呈半湿润状态，以达到节水节肥的目的。控制性灌溉是指在水稻生长季节内，根据水稻的生育期和土壤的含水量，精确控制田间持水量和土壤含水量，以达到优化温度、肥力和通气性等目的 。

（2）替代性施肥：替代性施肥是指在水稻生长季节内，在不影响水稻产量和品质的前提下，根据水稻对氮磷的需求和环境条件的变化，适时调整化肥的种类、用量、时间和方式，以减少化肥中氮磷的排放和损失。替代性施肥的方式主要有基施与追施相结合、缓释肥与快速肥相结合、有机肥与无机肥相结合等。基施与追施相结合是指在水稻生长季节内，根据水稻对氮磷的吸收规律，将化肥分为基施和追施两部分，基施在播种前或播种后一次性施入土壤中，追施在分蘖期、拔节期、抽穗期等关键时期分次施入土壤中，以达到提高化肥利用率和减少化肥淋失流失的目的。缓释肥与快速肥相结合是指在水稻生长季节内，根据化肥中氮磷的释放速率，将化肥分为缓释肥和快速肥两种类型，缓释肥在播种前或播种后一次性施入土壤中，快速肥在分蘖期、拔节期、抽穗期等关键时期分次施入土壤中，以达到提高化肥利用率和减少化肥挥发淋失流失的目的。有机肥与无机肥相结合是指在水稻生长季节内，根据有机物质对土壤改良和作物增产的作用，将有机肥与无机肥按一定比例混合或交替使用，以达到提高土壤肥力和减少化肥排放损失的目的 。

（3）替代性品种：替代性品种是指在不影响水稻产量和品质的前提下，根据不同地区和不同条件下对氮磷利用效率和排放损失影响较小或较大的特点，选择或培育适应性强、抗逆性好、氮磷利用效率高、排放损失低的水稻品种，以达到节约氮磷资源和减少环境污染的目的。替代性品种的选择或培育主要依据水稻对氮磷的吸收、运输、分配、利用等生理过程，以及水稻对不同水管理方式的适应能力和产量反应等特征。目前，已有许多关于不同类型和不同特性的替代性品种的研究和推广，如节水型、节肥型、抗旱型、抗盐型等。

四、水稻水管理对流失性氮磷污染治理的研究现状和存在问题

近年来，随着流失性氮磷污染问题的日益突出，水稻水管理对流失性氮磷污染治理的研究也得到了快速发展。目前，已有许多关于不同地区和不同条件下的水稻水管理对流失性氮磷污染治理的实验和模拟研究，主要包括以下几个方面：

（1）水稻水管理与氮磷排放损失之间的关系。这方面的研究主要通过田间试验或室内模拟，测定不同水管理方式下水稻田中氮磷排放损失的量和形态，并分析其影响因素和机制。一般来说，淹水条件下氮磷排放损失较高，而干旱条件下氮磷排放损失较低。但是，不同水管理方式对氮磷排放损失的影响也受到土壤类型、化肥类型、施肥量、施肥时间、作物品种等因素的影响。因此，需要根据具体情况选择合适的水管理方式，以达到最佳的节约氮磷资源和减少环境污染的效果。

（2）水稻水管理与水稻产量品质之间的关系。这方面的研究主要通过田间试验或室内模拟，测定不同水管理方式下水稻的生长发育、产量构成、品质指标等，并分析其影响因素和机制。一般来说，淹水条件下水稻产量较高，而干旱条件下水稻产量较低。但是，不同水管理方式对水稻产量品质的影响也受到土壤类型、化肥类型、施肥量、施肥时间、作物品种等因素的影响。因此，需要根据具体情况选择合适的水管理方式，以达到最佳的提高水稻产量品质和减少氮磷排放损失的效果。

（3）水稻水管理与其他环境因素之间的关系。这方面的研究主要通过田间试验或室内模拟，测定不同水管理方式下水稻田中的温度、通气性、有机质、微生物等环境因素，并分析其对水稻生长和氮磷排放损失的影响。一般来说，淹水条件下水稻田中的温度较低，通气性较差，有机质较多，微生物活性较高；而干旱条件下水稻田中的温度较高，通气性较好，有机质较少，微生物活性较低。这些环境因素不仅影响了水稻的生长发育和产量品质，也影响了氮磷的化学形态和转化过程，进而影响了氮磷的排放损失。因此，需要综合考虑这些环境因素的作用，以达到最佳的优化水稻田微环境和减少氮磷排放损失的效果。

尽管水稻水管理对流失性氮磷污染治理的研究已经取得了一定的进展，但仍然存在一些问题和挑战，主要包括以下几个方面：

（1）缺乏系统和规范的监测数据。目前，关于水稻水管理对流失性氮磷污染治理的监测数据主要来自于不同地区和不同条件下的个案研究，缺乏系统和规范的监测方法和标准，导致数据的可比性和可靠性受到限制。因此，需要建立统一和科学的监测体系和平台，收集和整理全国范围内不同地区和不同条件下的水稻水管理与氮磷排放损失之间的关系数据，以提高数据的质量和有效性。

（2）缺乏精确和通用的模拟模型。目前，关于水稻水管理对流失性氮磷污染治理的模拟模型主要来自于不同尺度和不同复杂度下的数学模型或物理模型，缺乏精确和通用的模拟方法和工具，导致模型的适用性和预测性受到限制。因此，需要开发和完善基于机理或经验或混合等方法的模拟模型或系统，结合现场试验或室内模拟等验证手段，以提高模型的精确性和通用性。

（3）缺乏综合和科学的评价指标。目前，关于水稻水管理对流失性氮磷污染治理的评价指标主要来自于单一或局部或主观等角度，缺乏综合和科学的评价方法和体系，导致评价结果的公正性和客观性受到限制。因此，需要建立基于多维度、多层次、多标准等方法的评价指标或体系，结合实际情况或目标要求等权衡手段，以提高评价结果的公正性和客观性。

（4）水稻水管理与其他农业管理措施之间的协同效应。这方面的研究主要通过田间试验或室内模拟，测定不同水管理方式与其他农业管理措施（如施肥、耕作、品种等）之间的协同效应，并分析其对水稻生长和氮磷排放损失的影响。一般来说，水稻水管理与其他农业管理措施之间存在着正向或负向的协同效应，即水稻水管理的效果会受到其他农业管理措施的影响，反之亦然。因此，需要综合考虑水稻水管理与其他农业管理措施之间的协同效应，以达到最佳的提高水稻生产效率和减少氮磷排放损失的效果。

五、水稻水管理对流失性氮磷污染治理的未来展望

面对流失性氮磷污染问题日益严峻的形势，水稻水管理对流失性氮磷污染治理具有重要的意义和潜力。为了更好地发挥水稻水管理在流失性氮磷污染治理中的作用，未来需要从以下几个方面进行深入和创新的研究：

（1）开展更多的长期和大尺度的监测和评价研究。目前，关于水稻水管理对流失性氮磷污染治理的监测和评价研究主要集中在短期和小尺度上，缺乏长期和大尺度上的数据和结果。因此，需要开展更多的长期和大尺度的监测和评价研究，以反映不同地区和不同条件下水稻水管理对流失性氮磷污染治理的实际效果和影响。

（2）开发更多的智能和精准的模拟和预测工具。目前，关于水稻水管理对流失性氮磷污染治理的模拟和预测工具主要基于传统的数学或物理模型，缺乏智能和精准的功能和特点。因此，需要开发更多的智能和精准的模拟和预测工具，利用人工智能、大数据、云计算等先进技术，以提高模拟和预测工具的适应性、灵活性、准确性和实用性。

（3）探索更多的创新和适宜的技术措施和方案。目前，关于水稻水管理对流失性氮磷污染治理的技术措施和方案主要基于传统的替代性灌溉、替代性施肥、替代性品种等方式，缺乏创新和适宜的特色和优势。因此，需要探索更多的创新和适宜的技术措施和方案，结合现代农业技术、生态工程技术、循环经济技术等新理念、新方法、新技术，以提高技术措施和方案的有效性、可行性、可持续性。