蔬菜生产中片面追求高产,过量施用氮肥的现象非常普遍,引起水体或大气污染。本文选择有代表性的稻菜轮作农田进行连续两年的田间试验,设置传统施肥处理(施氮450 kg/hm2)、优化施肥处理(减氮30%,即315 kg/hm2)以及对照处理(不施氮肥),同时结合15N标记肥料的微区试验以及模拟上柱试验,对不同氮肥用量对线椒产量及其氮肥去向的影响、填闲作物田箐对土壤残留氮的固持效果及其机理、以及田箐秸秆还田对后茬水稻生长及其氮素累积的影响进行了系统研究,旨在为提高稻菜轮作系统中氮素的循环利用,减少环境污染,促进产业可持续发展提供理论依据。主要研究结果如下:1.与传统施肥处理(施氮450 kg/hm2)相比较,优化施肥处理(减氮30%)的线椒产量略增加,但差异不显著。15N微区试验可知不同氮肥用量的两个处理线椒地上部氮素总累积量在2017年几乎相等,2018年优化施肥处理显著高于传统施肥处理,传统施肥处理施氮肥较多,主要增加了土壤中的040 cm氮残留量和表观损失量,大量残留氮可能在线椒收获后被雨水淋失,环境风险大。氮肥利用率无论通过差值法还是15N示踪法计算,都是优化施肥处理显著高于传统施肥处理。因此目前海南线椒生产中相比农民传统施氮量(450 kg/hm2)减少30%非常必要。2.不同氮肥用量处理的硝态氮淋洗量差异达到显著或极显著水平,其中淋洗液体积差异不显著,淋洗液中硝态氮的含量差异显著或极显著差异,硝态氮的淋洗量随着施氮量的增加而显著或极显著增加。与传统施肥相比,优化施肥减少了 28%～60%的15N损失量,减少了 24%?27%的硝态氮淋洗量,因此控制氮肥施用量可以从源头上减少氮淋洗以及其他途径的损失。与休闲处理相比,种植填闲作物田箐可减少1 1%～50%的15N损失量,硝态氮、铵态氮和有机氮淋洗量分别减少了 45%～5 5%、60%?83%和69%。在短期(29～40天)内填闲处理与休闲处理的淋洗液体积、淋洗液中的硝态氮浓度差异不显著,随着时间延长(30～45天以后)填闲处理的淋洗液体积、硝态氮浓度显著低于休闲处理,原因在于填闲作物田箐播后30?45天内生物量小,阻控氮淋洗的能力较弱。休闲期种植1个月以上填闲作物田箐可通过蒸腾作用减少淋洗液体积和通过吸收减少淋洗液中硝态氮浓度,从而阻控土壤残留氮淋洗。2018年对田箐根际与非根际土壤的微生物量碳、氮含量的研究表明,根际土壤的微生物量碳含量显著高于非根际土壤,根际土壤的微生物量氮比非根际土多33%,但差异未达显著水平,说明填闲作物还可以在一定程度上通过根系分泌物脱落物促进微生物将易淋洗的硝态氮转化为微生物量氮暂时储存起来,减少氮淋洗。3.与休闲相比,休闲期种植填闲作物田箐并将其秸秆还田可显著提高后茬水稻的株高、分蘖数、干物重、叶绿素含量和吸氮量,表明休闲期种植填闲作物田箐可固持土壤中的残留氮,秸秆还田后通过矿化将氮释放出来能够促进水稻生长。从休闲期开始至水稻分蘖结束,分析15N的去向发现,与休闲相比,休闲期种植填闲作物田箐并其将秸秆还田极显著提高水稻吸氮量、土壤氮残留量,极显著减少氮损失,表明种植填闲作物田箐有利于提高稻菜轮作体系中氮素的循环利用。