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水稻和小麦是我国最重要的两种粮食作物，为了满足人们日益增长的粮食需求，大量氮肥投入到农田。但是近年来，过量无机氮(N)肥的投入以及不合理的施肥方式导致粮食增产缓慢，甚至出现减产现象，这不仅引起氮肥利用率的下降，还造成大量的活性氮（例如NH3和NO3-等）进入周围环境，给环境带来破坏。太湖地区是我国典型的稻麦轮作种植区，为了提高作物粮食产量和N肥利用率、减少农田N素损失，本文于2014-2016年在该地区开展了三年的田间试验和一年的微区试验，探究不同施氮方式下配施有机肥对氮素损失、作物产量以及氮素利用率的影响，并对其作用机理进行探讨，主要研究结果如下: (1)连续三年的稻季结果表明配施有机肥显著提高了水稻产量和经济效益。和常规处理（CT，300kg N ha-1）相比，减氮基础上配施有机肥(RT+M，225kgN ha-1下配施41kg N ha-1有机肥)的水稻产量提高14.7％，经济效益提高21.5％，氮表观利用率(NRE)提高31％。然而配施有机肥增强田面水脲酶活性，加剧尿素的水解，显著提高田面水NH4+-N浓度，促进了氨(NH3)挥发损失。相对无机肥处理，氮肥表施下配施有机肥显著提高了29.5％-36.6％的NH3挥发损失。氨挥发是稻季N损失的重要途径，主要受田面水铵态氮(NH4+-N)和pH的影响。与NH3挥发相比，N通过淋溶途径的损失较低，其仅占施肥的0.7％-2.1％。相对CT处理，氮肥表施下配施有机肥显著降低了30.5％-40.3％的土壤NO3--N淋失。此外，一年的微区同位素结果表明，尽管配施有机肥促进了15N-NH3损失，其提高了地上部分的15N吸收和土壤15N残留，显著降低了22.4％的肥料氮损失。 (2)水稻季的减氮处理(RT，225kg N ha-1)和RT+M处理在小麦季的施肥和田间管理措施保持一致。两季的麦季结果表明麦季氮淋失和稻季无机氮盈余之间存在极显著的非线性相关，RT处理的NO3--N淋失较RT+M显著降低了49.1％。这表明稻季配施的有机肥对下一季小麦季的氮淋失存在后续影响。麦季氮通过NH3排放途径的损失较低，NH3排放仅占施肥的1.8％-5.1％。NH3挥发随施肥的增加而增加，RT处理的NH3挥发显著低于常规CT处理。然而，RT+M和CT处理之间的NH3排放差异很小，表明稻季配施的有机肥不利于后续作物NH3排放的减少。此外，和RT处理相比，RT+M处理的麦季产量显著提高15.2％。麦季的粮食产量和稻季总氮盈余之间也存在极显著非线性正相关，表明稻季配施的有机肥对后续麦季作物产量也存在残留影响。这主要是因为稻季配施的有机肥显著提高小麦生育期土壤的有机质含量，延长了土壤氮供应，提高了作物籽粒氮吸收。 (3)整个稻麦轮作体系下，相比于常规CT处理（施氮510kg N ha-1），RT+M处理（382.5kg N ha-1+41ON）降低51％的NO3--N淋失和55％的TN淋失，提高9％的粮食产量和17.6％的净收入，还提高32％的氮农学利用率(ANE)和31％的NRE。由此说明减氮25％基础上配施有机肥，不仅可以缓解氮肥对环境的污染，还有利于作物增产以及经济效益和氮素利用率的提高，符合可持续农业的发展要求，值得在太湖地区推广使用。 (4)稻季根施和根施下配施有机肥的试验结果表明，相对氮肥表施，氮肥根施和根施下配施有机肥显著降低74.8％-92.9％的NH3挥发损失，其NH3排放因子仅为0.2％-1.0％，显著低于表施处理的7％-12％。氮肥根施和根施下配施有机肥处理的田面水NH4+-N和pH值在整个水稻生育期始终处于一个较低的水平，因此显著降低了NH3挥发。不同于表施下配施有机肥处理，根施下配施有机肥并不能降低土壤NO3--N的淋失。与氮肥表施相比，根施和根施下配施有机肥促进作物生长，显著提高NRE。但是该实验条件下根施处理在环境条件不利时，容易发生贪青，不利于水稻的稳定增产。不同于根施，根施下配施有机肥提高土壤肥力，促进水稻籽粒氮吸收，作物增产稳定。相比于常规CT处理，根施下配施有机肥的水稻产量提高14.3％-15.1％，氮表观利用率提高54.1％-64.0％。但是根区人工施肥所需的劳动成本很高，不利于经济效益的提高，只有实现机械根区施肥才能解决这一问题。 (5)两年的麦季试验结果表明，相对减氮表施处理(RT，157.5kg N ha-1)，减氮表施下配施有机肥处理（RT+OM，157.5kg N ha-1+22.5ON）显著提高了基肥期的NH3挥发，不过二者之间的总NH3挥发损失差异不大。和表施处理相比，减氮沟施(RTB，157.5kgN ha-1)和沟施下配施有机肥(RTB+OM，157.5kgN ha-1+22.5ON)显著降低NH3排放，RTB和RTB+OM处理的NH3损失较常规处理(CT，210kg N ha-1)分别降低85.0％和73.5％。对于土壤氮淋失，RTB+OM和CT处理之间的氮淋没有显著差异，而RT+OM的NO3-N淋溶比CT处理显著降低了39％。RTB仅在作物生育前期提高了土壤无机氮含量，其麦季产量和RT处理没有显著差异。相比之下，RTB+OM提高土壤有机质含量，延长土壤氮供应时间，促进作物籽粒氮吸收，其产量比RT处理显著提高了21.1％。 综上所述，在太湖地区稻麦轮作体系，不同施氮方式下配施有机肥均可以降低氮素损失，提高作物产量、氮素利用率以及土壤肥力。氮肥表施下配施有机肥易于实现，人工成本低，可以显著提高经济效益;而对于根施下配施有机肥，其增产以及减少氮素损失的潜力明显高于表施下配施有机肥，并且一次性施肥可以节约劳动时间，是未来可持续农业的关键措施。但是若为人工作业，根区施肥所需劳动成本过高，不利于经济效益的提高，只有实现机械作业才可以解决该问题。