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以浙江嘉兴地区水稻(明珠2号,晚稻)为研究对象,在稻田原状土柱渗漏池条件下研究不同施氮量与水稻产量及氨挥发损失关系,通过数据模拟,构建基于粮食安全、经济效益及以氨挥发为指标的农业环境安全的氮肥投入阈值,对于保障粮食稳产和减少农业面源污染具有重要意义。主要试验结果如下:(1)水稻产量受施氮量显著影响,在施氮量小于258.6 kg/hm2内增施氮肥可促进水稻产量的提高,施氮量为258.6 kg/hm2下水稻产量最高,此时再增加氮肥投入,水稻产量反而降低。随着施氮量的增加,氮素利用率呈下降趋势,最高产量下氮素利用率仅为37%左右。随着施氮量的增加,氮素表观损失增加,最大氮损失高达60%以上。(2)氨挥发是稻田氮素损失的主要途径之一,试验稻田在施肥后氨挥发强度显著升高,挥发持续时间约在施肥后一周内,基肥期氨挥发强度大大高于穗肥期。施肥后,稻田氨挥发速率呈现先升高后降低的趋势,其峰值一般发生在施肥后的1～3天内,2013年基肥期峰值出现在第1天,峰值为83.74kgN/(hm2·d),穗肥期出现2个小峰值,分别在第2天和第7天,其峰值分别为14.95kgN/(hm2·d)、8.08 kgN/（hm·d);2014年基肥期峰值出现在第3天,峰值为35.96 kgN/(hm2·d),穗肥期峰值出现在第2天,峰值为12.62 kgN/(hm2·d)。不同施氮量下氨挥发差异显著,特别是在高施氮条件下,通过数据拟合,稻田氨挥发随施氮量的增长呈指数增长,施氮量213.6 kg/hm2下为稻田氨挥发拐点。(3)稻田氨挥发速率受多种因素影响,影响因素包括施氮量、施肥时期、田面水NH4+-N浓度、田面水pH、气温、降雨等。(4)基于粮食安全、经济效益以及基于氨挥发为指标的环境安全双重考虑,嘉兴地区氮肥投入推荐量为220.99～255.45 kg/hm2。