【目的】探究3种主要水旱轮作系统下,优化施肥对当季稻田NH₃挥发及氮素利用率的影响。【方法】试验设置水稻-小麦、水稻-蔬菜与水稻-冬闲田3种水旱轮作系统,每种轮作系统下设农民习惯施肥方式（FFP）和优化施肥方式（OPT）2种施肥处理,以不施肥处理为对照（CK）,其中农民习惯施肥方式氮肥以基肥与分蘖肥施用量比例5∶5施入,优化施肥方式氮肥以基肥、分蘖肥、穗肥施用量比例5∶3∶2施入。于2015─2016年,采用传统抽气密闭室法,田间原位监测了不同处理以及4个环境因子（田面水NH+4-N质量浓度、水层pH、温度和深度）对当季稻田NH₃挥发的影响,并分析了4个环境因子与NH₃挥发通量的相关性,最后测定了不同处理水稻的产量、氮农学利用率、氮回收效率以及氮偏生产力。【结果】当氮肥作为基肥和分蘖肥施用后,由于尿素在水中的快速分解,各处理NH₃挥发通量均在施肥后第2天达到峰值,随后急剧下降,至第10天左右趋近于零;优化施肥方式下,穗肥施用后,由于施肥量较少且此时水稻对氮素的吸收利用增加,NH₃挥发通量无明显峰值,趋近于零。NH₃挥发积累量受施肥方式影响显著（P<0.05）,轮作制度及其与施肥方式交互作用对NH₃挥发通量影响不显著。3种轮作制度下,农民习惯施肥方式NH₃挥发积累量占氮肥施用量比例为25.9%²7.6%,显著高于优化施肥方式（22.6%²3.0%）。3种轮作制度下,NH₃挥发通量均主要受田面水NH+4-N质量浓度的影响,且二者间呈显著正相关关系,与水层pH、温度均无显著相关性;NH₃挥发通量与水层深度呈负相关关系,其中只有部分处理相关性达显著水平。在3种水旱轮作系统下,优化施肥方式平均水稻产量（9.0¹0.2t/hm2）与农民习惯施肥方式（8.9¹0.2t/hm2）差异均不显著,但氮肥农学利用率（21.3²6.1kg/kg）、氮回收效率（55.6%⁶0.3%）、氮偏生产力（50.0⁵6.8kg/kg）与农民习惯施肥方式（氮肥农学利用率12.6¹5.6kg/kg,氮回收效率35.0%³7.6%,氮偏生产力29.8³4.1kg/kg）相比均有显著提高。【结论】不同施肥方式是影响NH₃挥发的主要因素,在不同的水旱轮作系统下优化施肥均可以通过氮肥运筹,在减少施肥量和保证产量水平的基础上,降低稻田的NH₃挥发损失,提高氮素利用率。