生活污水是农业面源污染的重要来源之一,即使经过处理达标排放,尾水中TN浓度依然高达15～20 mg·L-1,远高于地表水V类水的标准。其富含的氮磷等排入到水体可造成水体富营养化,但对于农业生产系统是必须的养分资源。且其具有高效降解有机物的微生物,回用到秸秆还田稻田必然会刺激土壤微生物并影响到秸秆的腐解及氮素转化过程,最终作用于水稻的产量形成及其环境排放。为了阐明麦秸还田下生活污水灌溉对水稻产量形成及环境效应的影响机制,以期明确稻田能否在消纳净化污水的同时起到增产减排的效果,从2015～2016年进行了连续两年水稻季的原状模拟土柱试验,设置6个处理:(1)秸秆还田正常施肥+污水灌溉(SWN1)、(2)秸秆还田正常施肥+清水灌溉(STN1)、(3)秸秆还田不施肥+清水灌溉(STN0)、(4)正常施肥+污水灌溉(WN1)、(5)正常施肥+清水灌溉(TN1)、(6)不施肥+清水灌溉(TN0),重点观测秸秆腐解过程和养分释放动态、水稻产量与氮素吸收利用状况、以及稻田气体环境排放,研究结果将为污水中养分的稻田回用及配套肥料的合理施用提供依据,从而促进稻田粮食生产与环境保护的双赢。主要研究结果如下:(1)秸秆腐解和养分释放动态采用尼龙网袋法和傅里叶变换红外光谱分析,研究了常规灌溉和污水灌溉下稻田还田麦秸的腐解特征和养分释放规律。结果表明:两种灌溉方式下,小麦秸秆还田腐解和养分释放速率随时间延长呈增加趋势,且前期快后期慢;水稻收获时麦秸腐解率达74.1～80.7%,秸秆中氮、磷和钾释放率分别可达78.7～84.3%、29.5～44.8%和95.5～97.5%;污水灌溉促进了小麦秸秆的腐解和秸秆中氮、磷、钾的释放,腐解速度处理差异不显著,但初始期的全氮释放率、分蘖至抽穗期的磷释放率以及抽穗和成熟期的全钾释放率差异达到显著水平;两种不同灌溉方式下残留秸秆的傅里叶变换红外光谱谱型类似,残留秸秆的官能团组成无显著差异,但在1030、1630、2920、3330cm-1处的吸收峰强度不同。(2)水稻产量与氮素吸收利用与不施肥处理相比,各施肥处理均提高了稻谷产量,增产率为9.3～20.5%,不同施肥处理间无显著差异。与清水处理常规施肥相比,稻季污水灌溉能带入氮108.4 kg.hm-2,减少化肥氮用量45.2%,稻谷产量没有显著降低,各处理间氮素利用均无显著差异。麦秸还田与生活污水灌溉耦合的方法能减少化肥施用量,还能保证水稻高产,保证水稻的氮素吸收,是一种可行的农业管理方式。(3)稻田氨挥发排放采用间歇密闭式抽气法研究了生活污水灌溉对麦秸还田稻田田面水铵态氮浓度、田面水pH以及稻田氨挥发损失的影响。结果表明:(1)麦秸还田显著增加了田面水NH4+-N浓度,生活污水灌溉则显著降低了田面水NH4+-N浓度。(2)正常灌溉施肥秸秆不还田稻田处理的总氨挥发量为58.3～60.3 kg·hm-2,占总施氮量的24.3～25.1%;麦秸还田显著增加了稻田的氨挥发损失,氨挥发损失量增加了近一倍,达总施氮量的42.2～45.7%;而生活污水灌溉显著降低了稻田氨挥发损失量,氨挥发损失量降至总施肥量的17.3～19.9%(秸秆不还田)和30.7～32.7%(秸秆还田)。秸秆还田与生活污水处理具有显著的正交互作用。在3个肥期中,分蘖肥期氦挥发损失率最高,2年中分别占总氮肥用量的7.4～24.4%、7.5～19.9%。(3)无论秸秆还田与否,氨挥发通量与田面水NH4+-N浓度之间均存在极显著的正相关关系,与田面水pH值则相关性不显著。麦秸还田增加了稻田氨挥发损失,而麦秸还田与生活污水灌溉耦合能降低稻田氨挥发损失,同时污水中的氮可替代45.2%的化肥氮,减少稻季化肥用量,具有显著的生态环境效益。(4)稻田土壤温室气体排放采用静态箱-气相色谱法对稻田整个生育期内土壤甲烷(CH4)和氧化亚氮(N20)排放通量进行观测,结果表明:与不还田相比,麦秸还田显著增加了稻田的CH4排放,CH4排放量分别增加了近7～9倍(污水灌溉)和13～14倍(清水灌溉);麦秸还田同时增加了两种水灌溉下的N2O排放,增幅达49.1～94.5%。麦秸还田条件下,污水灌溉较清水灌溉分别显著降低了 24.5～26.6%的CH4排放和37.0～39.0%的N20排放。麦秸还田显著增加了两种灌溉水下的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI),而生活污水灌溉有利于降低麦秸还田后的GWP和GHGI。麦秸还田与生活污水处理具有显著的正交互作用。在保证水稻高产的同时污水中的氮可替代45.2%的化肥氮,不仅达到化肥减量的效果,还可减少温室气体排放,是一种环保、低污的农业管理方式。