为了减少水稻生产中的氮肥损失，提高氮肥利用率，降低环境污染，本研究从协调氮肥投入与土壤供氮、作物需氮的时空一致性入手，做了如下几个方面的研究，对目前中国水稻施肥现状进行深入调查；系统地总结水稻干物质积累和植株氮素吸收规律；对我国主要稻田生态系统氮素平衡状况进行分析和评价；探讨了不同土壤背景氮条件下水稻收获后的根系分布与土壤无机氮含量情况；在全国七个主要水稻生产区多年田间试验结果的基础上建立了水稻养分资源的综合管理技术体系，并进行了进一步的田间校验。主要结果如下： 1、施氮量大，施肥时期不合理仍是目前水稻施肥存在的主要问题。2004年全国平均水稻施氮量为220kgN/ha。大部分农民重施基肥，忽视追肥。施肥结构不合理，主要以化肥为主，有机肥施用量很少，有70-90％的农户不施有机肥。秸秆还田率低，大部分地区秸秆不还田，秸秆还田率不到10％。 2、通过对水稻干物质和植株氮素吸收规律的总结，可以看出两者积累速率的高峰在时间上并不是完全一致的，也就是说氮素吸收的多并不代表干物质的积累一定会增加，但在水稻需氮的时期如果不能及时施肥势必会影响到干物质的积累，进而使水稻减产，揭示水稻的干物质积累和植株氮素吸收规律，对合理安排施氮量和施氮时期具有重要的指导作用。 3、从输入输出平衡的角度计算，稻田生态系统的氮素量是盈余的，研究结果显示全国稻田氮素盈余量平均为64kgN/ha。稻田环境带入氮量为72kgN/ha，占氮素总输入的21％，说明环境带入氮已经成为稻田氮素输入中不可忽视的因素。稻田氮素损失量为124.7kgN/ha，损失途径主要包括氨挥发和硝化-反硝化反应，约占肥料投入量的48.2％，氮肥的大量投入和施肥时期的不合理是导致氮肥大量损失的主要原因。南方稻田的降雨和灌溉水带入氮量普遍高于北方，这可能与南方的降雨量大和江河、湖泊等水源的富营养化有关。 4、水稻土壤根系主要分布在0-15cm，20cm以下的土壤中根量很少，且根系随土壤深度增加而不断变细。背景氮试验中的T4处理(早稻不施氮，晚稻施氮)无论是根量还是根长都较其他处理高，可见早稻不施氮，导致土壤背景氮值下降后，晚稻施氮可以大幅度促进根系生长，利于养分的吸收利用。收获后土壤中铵态氮含量明显高于硝态氮，硝态氮在10-20cm分布较多，而铵态氮的变化规律并不明显。除T3处理(早稻不施氮，晚稻不施氮)土壤氮素含量明显偏低外，其余处理都有一定含量，而以T4(早稻不施氮，晚稻施氮)和T2(早稻施氮，晚稻施氮)两个处理较多，可见晚稻季追施氮肥对土壤中的氮素残留有很大影响。且主要残留于0-20cm深度的土壤中。 5、大量田间试验结果已经表明水稻养分资源优化管理技术能够达到在大幅度减少氮肥投入的前提下，保持并提高产量。氮肥投入的大量减少一方面提高了肥料的利用率，另一方面也大大缓解了环境的压力，达到可持续发展的目标。目前水稻养分优化管理技术已经基本形成，主要工作是田间的校验研究和参数的优化，从而进一步完善这一技术，目的是如何在现有的基础上进一步合理减少区域氮肥的用量，并进行风险评价。