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稻田生态系统是N素循环相对活跃的区域，其中反硝化和氨挥发是两个重要过程。由于技术方法的限制，对稻田反硝化，尤其是水稻整个生长季反硝化过程研究较少，因而本文借助N2∶Ar方法，采用半原位室内培养方法，揭示了稻田不同N肥施用梯度下反硝化损失，同时测定了NH3挥发。近年来，生物炭和硝化抑制剂作为土壤添加剂，用来提高氮肥利用率和作物产量。然而，生物炭和硝化抑制剂对反硝化和NH3挥发的影响没有做过系统的对比分析。本文同样借助N2∶Ar方法，采用半原位室内培养方法，研究了生物炭和硝化抑制剂对反硝化和NH3挥发影响，同时研究了对温室气体CH4和N2O等环境效应的影响。 (1)根据两年的田间试验结果得到:在常规N300处理下，平均每年有54.8kgN/hm2通过反硝化损失掉，有约54.0kg N/hm2通过氨挥发损失掉，分别占肥料施用量的18.3％和18.0％，两者损失量相当。通过反硝化和氨挥发损失的N素量随着N肥用量增加而增加，田面水的NH4+-N，NO3--N，DOC和pH浓度影响稻田土壤反硝化速率。在N270处理下，氮肥施用量比常规减少10％，水稻产量增加了5.5％，而通过反硝化和氨挥发损失的N素量分别下降了1.1％和3.1％，氮肥利用率提高了约5.5％。因此，通过综合集约优化田间管理措施，降低N肥用量，可实现增产增效的目的。 (2)与单施N肥(N270)相比，生物炭(N270+C)和硝化抑制剂(N270+Ni)处理下水稻产量分别增加4.2-5.2％和6.2-7.3％。通过反硝化和氨挥发累积损失的N素量分别占N肥施用量的11.9-21.8％和11.5-22.0％。相比N270处理，硝化抑制剂施用增加了4.0-20.6％的NH3-N损失，但是显著降低了9.7-19.4％的N2-N损失(p＜0.05)。然而，生物炭的施用分别增加了8.6-17.9％的NH3-N和3.3-9.7％的N2-N损失。总之，施用生物炭的处理比施用硝化抑制剂的处理增加了11-15％的气态氮损失。因此，与生物炭相比，硝化抑制剂或许是最优的稻田添加剂，增加水稻产量的同时降低气态氮素损失。 (3)田间试验结果显示，与当地常规管理模式N300处理相比，再高效及调控因子管理模式下能增加4.8-12.5％的水稻产量，氮肥利用率(NUE)提高31.5-56.6％。与N300处理相比，再高效施肥和管理模式下能减低CH4和N2O排放量，因而能降低全球温室气体潜势(GWPt)和单位产量温室气体排放量(GHGI)。与再高效N270处理相比，添加调控因子生物炭分别能增加CH4和GWPt4.6％和3.3％，但能降低18.1％的N2O排放量;添加硝化抑制剂不仅能减少4.8％的CH4排放，同时也能减少33.7％的N2O排放，因而能更进一步减轻GWPt和GHGI。通过我们的实验结果发现，生物炭和硝化抑制剂作为稻田添加剂能实现再高产和再高效。通过对生物炭和硝化抑制剂两种调控因子的对比发现，生物炭虽然对增加产量有利，但同时增加环境负荷。相反，硝化抑制剂不仅能增加产量，还能减轻对环境影响。因此，硝化抑制剂可以作为一种友好型稻田添加剂，以进一步实现再高产再高效。