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减少稻田水分和氮素的无效损失,提高其水-氮利用效用,是实现水稻可持续生产的重要途径。旱地改稻田是我国普遍存在的一种农田转变形式,改造时间的差异导致形成了一系列不同耕作年限的稻田。稻田耕作年限的差异会显著影响土壤的物理性质,进而改变其水力学参数,最终造成稻田水-氮迁移转化过程存在差异。然而,现有研究很少考虑水耕年限差异对稻田水-氮流失的影响,特别缺乏基于实测数据校正的稻田氮平衡研究以及优化灌溉设计。基于此,本文以1998年、2009年和2015年“旱改水”稻田和连续耕作＞100年老稻田（记为1900年稻田）为研究对象,通过田间原位监测、室内实验、以及数值模拟（HYDRUS-1D模型）的方法,揭示了不同水耕年限稻田土壤剖面含水量和氮素浓度动态变化特征,量化了稻田水-氮平衡各分量及其动态变化,明确水-氮流失的关键路径和时间节点,并设计了考虑水耕年限差异的稻田优化灌溉方案。本文主要结论如下:（1）水耕年限长的稻田土壤含水量和氮素浓度含量高。随着深度增加,稻田体积含水量和氮素浓度逐渐降低,且表层土壤（0～20cm）的含水量和氮素浓度波动幅度远大于下层土壤（20～100cm）。随着水耕年限的延长,稻田剖面土壤平均体积含水量增加;1900年稻田土壤含水量分别是1998年、2009年和2015年稻田的1.08、1.10和1.16倍。土壤氮素浓度也随水耕年限的延长而增加;1900年稻田土壤平均可溶性全氮含量分别是1998年、2009年和2015年的1.15、1.10和1.06倍。（2）HYDRUS-1D模型模拟结果可以用于进一步分析水-氮平衡特征。以实测的土壤含水量和不同形态氮素浓度实测数据对模型参数进行校正和验证,水分（0.00～0.058 cm-3 cm-3）和氮素（0.00～5.14 mg L-1）的 RMSE 较小,水分的 R2（0.66～0.97）较高,水分（-16.16～0.81）和氮素（0.09～0.86）的NSE大部分接近1。（3）水平衡结果表明,随着年限增加,稻田累积径流速率增加,累积渗漏量减少。在2019-2021年,4块稻田平均进行89.50 cm灌水和降雨输入,由于地下水受到毛管上升力的作用,径流量、渗漏量和累积蒸腾量较高,蒸发量较少;4块稻田平均毛管上升水、径流量、渗漏量、蒸腾和蒸发量分别为9.84、28.06、36.49、20.31和10.00cm。随着水耕年限增加,稻田地表径流增加,而深层渗漏减少;2015、2009、1998和1900年稻田的年均渗漏量分别为86.96、96.30、68.75和39.89 cm,年均径流量分别为30.89、47.91、66.01和79.60cm。随着水耕年限增加,稻田蒸腾量和蒸发量变化较小;4块年限稻田平均蒸腾量和蒸发量变化范围分别是39.80～41.14和20.04～21.61 cm。氮平衡结果表明,水耕年限越长,稻田氮素挥发、反硝化和径流损失越大。4块稻田在生育期各施加200 kgha-1氮肥,进入稻田的氮素发生水解、矿化和硝化,大量氮素被水稻所吸收,氮素也会通过径流、淋溶、挥发和反硝化损失;4块稻田年均氮素水解、矿化、水稻根系吸收、径流、淋溶、挥发、硝化和反硝化量分别为125.18、49.21、134.76、79.73、0.69、51.42、11.72 和 128.68 kgha-1。随着水耕年限的增加,稻田氮素径流和反硝化增加;2015、2009、1998和1900年稻田的年均氮素径流量分别为 11.75、13.90、16.51 和 21.62kgha-1,反硝化量分别为 237.99、255.71、255.88和279.85 kgha-1。随水耕年限的延长,氮素水解、矿化、淋溶、根系吸收和硝化变化较小;4块稻田在2年间氮素水解、矿化、淋溶、挥发、水稻根系吸收和硝化变化范围分别是 120.06～131.36、43.65～51.30、-0.01～3.30、46.69～63.19、112.00～142.53和106.74～128.42 kgha-1。（4）优化灌溉模拟结果表明,不同水耕年限稻田具有较高的灌溉节水潜力,且不同地下水位条件下稻田节水潜力具有差异。不改变地下水位条件时,不改变灌溉时间,对1900年、1998年、2009年和2015年稻田单次灌溉水分别减少3、2、1和1 cm,4块稻田平均水分损失减少15.19 cm,氮素平均损失减少38.53 kg ha-1。改变灌溉时间,在少雨季节对水耕历史短的稻田施加1～3 cm的灌溉,此时4块稻田平均水分损失减少20.03 cm,平均氮素损失减少52.10 kg ha-1。以上方法均可保证水稻吸收适量的水分和100 kg ha-1以上的氮素。改变地下水位条件时,不改变灌溉时间,当地下水位为-50 cm和-100 cm时,对4块稻田均减少3 cm的灌水输入,此时稻田平均水分损失减少28.75和27.77 cm,氮素损失分别减少和16.58和15.45kgha-1;当地下水位为-150cm时,对1900年、1998年、2009年和2015年稻田单次灌溉水分别减少3、2、1和1 cm,此时稻田平均水分损失减少15.06 cm,氮素损失减少13.59 kg ha-1。改变灌溉时间,在-50 cm地下水下,随着水耕年限的增加,分别施加0、2、1和3 cm灌水,而在-100cm地下水下,则分别施加13.50、15.50、19.25和19.75cm灌水,而在-150cm地下水下,则分别施加31.50、31.00、24.00和17.50 cm灌水,此时稻田平均水分损失分别减少38.01、18.99和8.26 cm,平均氮素损失分别减少24.63、20.43和20.83 kg ha-1。以上方法均可保证水稻吸收适量的水分和100 kgha-1以上的氮素。