长江上游地区（约占长江流域面积55%）油菜-水稻轮作系统作为长江流域分布范围最广的典型粮食耕作制度之一,对我国粮食安全保障和绿色农业生产具有重要的战略意义。合理肥料运筹一直是农作物常见显著增产的一个关键环节。然而,在目前农业生产中,盲目使用化肥的现象非常普遍。据最新研究表明,长江流域农田作物生产每年约有6000 Gg的氮素进入水体后直接损失掉,其中油菜约占7.95%,水稻甚至高达22.31%,可见,水稻和油菜是长江流域水体氮素负荷的主要贡献者之一。因此,重庆地区作为长江上游地区重要组成的地区,确定其油菜水稻轮作系统化学氮肥投入阈值是非常迫切的和必要的。目前关于氮肥投入阈值研究多数集中于单季作物水稻或者油菜上,而关于油菜-水稻轮作的氮肥投入阈值研究尚未见过报道,且重庆地区开展的研究更是鲜见。本文于2018～2019年在重庆市典型的油菜水稻轮作区,采用随机区组设计,研究了不同化学氮肥投入量对重庆地区油菜水稻轮作作物的产量及其构成因子、氮素吸收利用、氮素残留及氮素平衡的影响,构建了基于粮食安全、经济效益和环境效益的重庆地区油菜水稻轮作系统中化学氮肥投入阈值,以期为重庆地区油菜水稻轮作氮肥合理施用提供科学依据,从而达到作物高产、环境友好及农业可持续发展的目的。这不仅有助于实现粮油作物绿色高产高效,而且对我国农业生态环境安全的维护也是十分必要的。本文主要研究结果如下:（1）适宜化学氮肥投入量有利于重庆地区油菜水稻轮作系统中作物干物质和氮素的累积。在整个生育期内,油菜水稻轮作系统中作物干物质和氮素累积量均呈现出随生育时期推进而增加的趋势。与不施氮处理相比,增加化学氮肥投入可使油菜季和水稻季地上部干物质积累量增幅分别达到了80.05%～126.22%和22.30%～66.25%,氮素累积量分别增加了39.34～77.67 kg·hm-2和31.24～138.87kg·hm-2,其增幅分别达到了94.87%～187.28%和25%～111.66%。（2）适宜化学氮肥投入量可优化重庆地区油菜水稻轮作系统中氮素的利用效率。对于油菜季而言,氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率均随着化学氮肥投入量的增加而呈现出N300＜N225＜N150＜N75的趋势。其中,油菜季氮肥偏生产力在各处理间差异均显著,氮肥农学利用率和氮肥表观利用率施氮处理与不施氮处理差异显著。与N75处理相比,油菜季的氮肥表观利用率、氮肥偏生产力和农学利用率下降幅度分别为40.70%～50.65%、44.51%～67.43%、37.06%～57.13%。氮肥生理利用率在油菜各处理之间的表现差异均不显著。水稻季氮肥偏生产力和农学利用率的变化规律与油菜季相似。其中,水稻季氮肥偏生产力在各处理间差异均显著;氮肥农学利用率仅N300处理与N150和N0处理差异显著,较N75处理分别减少44.81%～70.99%、10.86%～44.76%。水稻季氮肥表观利用率处理间差别不显著。氮肥生理利用率变化规律为N75＜N150＜N300＜N225,施氮处理与不施氮处理差异显著,较N75处理的增加幅度为10.53%～59.51%。（3）化学氮肥投入量在0-225 kg N hm-2能显著增加重庆地区油菜水稻轮作系统中作物产量,但是超过225 kg N hm-2后,两季作物产量不再显著增加。在施氮处理中,油菜季300 kg N hm-2和水稻季225 kg N hm-2获得的产量最高,油菜季产量提高了125.74%,水稻季产量提高了37.74%。基于化学氮肥投入量与油菜水稻轮作系统中作物产量之间关系的肥料效应方程（采用线性加平台模型）,以作物最高产量的95%和最高产量为置信区间,推算得到重庆地区油菜水稻轮作系统中油菜的产量阈值为2238.04～2355.83 kg·hm-2,对应化学氮肥投入量为165.35～183.38 kg·hm-2,水稻的产量阈值为12058.19～12692.83 kg·hm-2,对应化学氮肥投入量为156.45～193.82 kg·hm-2。（4）增加化学氮肥投入量能显著增加重庆地区油菜水稻轮作系统中农民收益。本文研究中不考虑劳动力投入,化学氮肥投入量与油菜和水稻净收益（油菜季R~2=0.914,水稻季R~2=0.898）呈二次曲线关系。基于对农民净收益的边际分析,得出该地区油菜基于经济阈值的化学氮肥投入量在172.41～249.30 kg·hm-2,农民净收益为11312.22～11907.60元·hm-2;水稻的最佳经济化学氮肥投入量为135.17～246.61 kg·hm-2,农民净收益为28221.29～29706.62元·hm-2。（5）化学氮肥投入量与油菜和水稻土壤氮素表观损失量（油菜季R~2=0.860,水稻季R~2=0.925）呈线性相关关系。基于土壤氮素平衡理论,得出该地区环境阈值,油菜氮肥施用量为83.11～218.57 kg·hm-2,水稻氮肥施用量为155.47～245.32kg·hm-2时,可作为重庆地区油菜水稻轮作系统中平衡植株氮素吸收与环境效益关系的化学氮肥投入阈值。（6）通过综合分析重庆地区油菜水稻轮作体系中目标产量、经济效益以及环境效益等因素,重庆地区油菜水稻轮作系统中油菜季化学氮肥投入阈值为165.35～183.38 kg·hm-2,目标产量为2238.04～2355.83 kg·hm-2,土壤氮素表观损失量为33.07～40.33 kg·hm-2,农民的经济收益为1197.82～11469.95元·hm-2;水稻季化学氮肥投入阈值为156.45～193.82 kg·hm-2,目标产量为12058.50～12692.83 kg·hm-2,土壤氮素表观损失量为0.69～27.15 kg·hm-2,此时农民收益为28734.43～29373.33元/hm~2。