通过氮肥减量小区试验和绿肥还田下的氮肥减量小区试验，研究了太湖地区稻田田面水氮素不同形态的变化特征、氮素径流损失、渗漏损失、氨挥发损失以及氨挥发通量的动态变化特征，阐述了氮素损失量、水稻产量与施氮量之间的关系，评价了不同施氮水平的环境生态效应，以期为该地区科学施肥提供依据。主要研究结果如下：　　 (1)施氮显著增加了田面水的氮浓度，田面水的总氮、有机氮浓度均于施氮后1天达到最高，铵态氮浓度也在基肥和分蘖肥后的1天内达到最高，而穗肥后经历了一个先升后降的变化过程；铵态氮是田面水氮素的主要形态，应将铵态氮作为农田排水污染检测的主要指标；施氮后一周内是防止稻田田面水氮素大量流失的关键时期；绿肥还田后，水稻苗期田面水的总氮浓度呈现先小后增的变化，总氮浓度增加的原因主要是有机氮浓度的增加，而铵态氮浓度先升后降；分蘖肥和穗肥施用后，田面水氮素浓度随施肥量的增加而升高，且总氮和有机氮在施肥后第1天达到最大。两个小区田面水氮素的浓度变化特征基本一致，都是与施氮量有着显著相关性，而绿肥还田下苗期田面水氮素呈现较低的浓度水平。　　 (2)稻季氮素的径流损失与施氮量呈线性相关关系，且铵态氮是氮素径流损失的主要形态；稻季氮素的渗漏损失与施氮量无显著相关性，稻季渗漏损失的总氮量为2.87-3.71 kg·ha-1，占总施氮量的1.3％-3.8％。　　 (3)稻季氨挥发损失随着施氮量的增加而增加，且氨挥发量与田面水中的NH4+-N浓度呈线性正相关。氨挥发通量在施肥后的1-2天最高。水稻不同生育期的氨挥发以分蘖期最高，苗期次之，抽穗期最低。稻季氨挥发量为5.8-43.0kg·ha-1，占施肥量的7.1％-15.9％。　　 (4)一定程度的氮肥减量没有引起水稻产量的降低(50％、70％、80％、90％和100％氮肥用量之间差异不显著)；紫云英还田条件下，不实施氮素追肥或者过量减施氮肥(减施89％)均可显著影响水稻的产量。　　 (5)综合氮素的径流、渗漏和氨挥发，稻季氮素的总损失为13.7-59.8 kg·ha-1，占总施氮量的16.5％-22.2％，且随施氮量的增加而不断增加；通过水稻边际产量和边际氮损失量确定180 kg ha-1的氮肥用量，可以较好地兼顾产量与环境，该施氮量比常规施氮量(270 kg ha-1)减少了33％的氮肥，增加了6.9％的产量，降低了49.3％的氮素损失；而对于重要环境区域或高污染区域，还可以尝试绿肥还田以替代部分无机肥，降低氮素的流失风险。