以水生植物为核心的人工湿地技术,因其成本低、操作简便、除污效果良好等优点,被广泛用于治理农田排水引起的农业面源污染。菖蒲（Acorus calamus）、海寿花（Pontederia cordata）和泽泻（Alisma plantagoaquatica）是三种多年生挺水植物,常见于农田沟渠和湿地,具有良好的耐污能力,对氮磷有较强的吸收、同化能力。目前,有关这三种植物对农田排水脱氮效应已有研究报道,且差异明显,但人们对这三种植物湿地的主要脱氮途径及机制仍缺乏认识。基于此,本研究分别构建三种植物模拟湿地,旨在阐明以下问题:（1）菖蒲、海寿花和泽泻湿地的脱氮效应差异;（2）湿地脱氮过程中不同水生植物氮素累积差异机理;（3）湿地脱氮过程中的底泥微生物驱动机制。通过本研究的开展,以期为农业面源污染人工湿地防控提供科学依据。主要结论如下:1.菖蒲、海寿花和泽泻湿地的脱氮效应差异在试验的前10 d,三种植物湿地水体全氮（TN）去除率相比CK提高了7.3%～47.5%,其中海寿花的效果最好,菖蒲最弱;此外,与低氮（LN）废水条件相比,各处理在高氮（HN）废水条件下的TN净化率降低了2.4%～35.0%。各处理底泥TN含量均相比试验前降低（CK处理的差异不显著）,植物处理下的底泥脱氮率均高于CK,其中海寿花最高（达9.5%～14.2%）,菖蒲最低。三种植物中,海寿花的相对生长速率（RGR）最高,菖蒲最低。菖蒲处理的TN含量最高,但泽泻和海寿花相比菖蒲具有较大的生物量优势,因而其TN累积量也均显著高于菖蒲。各湿地系统N2O排放通量达到11.4～5590.6μg m-2h-1,N2O累积排放量达14.01～148.96 mg m-2,但其仅占湿地系统总脱氮量的0.11%～2.18%。三种植物中,海寿花处理的N2O累积排放量和微生物作用脱氮量均最高。在两种氮水平下,泽泻处理的N2O累积排放量均高于菖蒲;在LN条件下,菖蒲微生物脱氮量高于泽泻,而在HN条件下则低于泽泻。根据氮质量平衡,植物吸收和微生物硝化-反硝化作用是主要的脱氮途径。LN条件下,菖蒲和海寿花均以微生物作用脱氮为主（分别占总脱氮量的86.4%和66.0%）,泽泻则表现为两种途径贡献率相近（各占50.0%）;HN条件下,菖蒲和海寿花微生物途径脱氮贡献率分别为79.9%和61.6%,而泽泻为33.0%。表明三种植物中,海寿花湿地的脱氮效果最显著,而菖蒲湿地的效果最弱。2.湿地脱氮过程中不同水生植物氮素累积差异机理三种植物地上部相对生长速率（RGR）均显著高于地下部,且海寿花和泽泻的RGR均显著高于菖蒲。三种植物体内的TN含量和NO3-含量均主要分布于地上组织。三种植物根部TN含量以菖蒲最高,而茎部和叶片TN含量以海寿花最高。三种植物根部和叶片中NO3-含量以菖蒲最高,茎部以泽泻最高。相比菖蒲,海寿花和泽泻叶片具有更高的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。此外,菖蒲叶片中硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）活性均最高。但因海寿花相比菖蒲具有显著的生物量优势,其整体氮同化效率仍高于菖蒲。此外,海寿花的根系质膜质子泵（H+-ATPase）活性、根系活力和伤流强度均显著高于菖蒲和泽泻,且其伤流液中NH4+-N和NO3--N浓度均最高。由此可知,相比菖蒲和泽泻,海寿花的氮素吸收活力、转运动力和代谢能力均最高,促使其在湿地脱氮过程中表现出更显著的氮素累积效应。3.湿地脱氮过程中的底泥微生物驱动机制植物处理下底泥硝化潜势（PNR）和反硝化潜势（PDR）均显著高于CK。三种植物中,海寿花处理底泥PNR和PDR均最高,泽泻的PDR显著高于菖蒲,菖蒲的PNR在LN条件下显著高于泽泻。此外,植物处理增加了底泥细菌丰度（16S r RNA）以及硝化-反硝化过程相关功能基因丰度。三种植物中,海寿花底泥16S r RNA及功能基因丰度均最高;菖蒲与泽泻对比,菖蒲底泥16S r RNA、AOA、AOB和nir S基因丰度均高于泽泻,而nir K和nos Z基因丰度低于泽泻。植物处理下底泥胞外酶活性均显著高于CK。三种植物中,底泥脲酶（UE）、酸性蛋白酶（ACPT）和亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性均以海寿花处理最高,菖蒲最低;N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶（NAG）活性则以泽泻最高,海寿花最低。此外,植物处理提高了底泥微生物量碳、氮含量,其中,海寿花处理最高,泽泻最低。三种水生植物对底泥理化性质均有明显的影响。例如,植物处理下底泥全碳（TC）含量和C/N均高于CK,TN含量和p H则低于CK。相关性分析表明,底泥PNR、PDR、AOA、nir K和nos Z丰度、MBC、MBN及UE、ACPT、LAP活性等指标均与TN含量呈显著负相关关系,而与C/N呈显著正相关关系;NAG与p H呈显著负相关关系。