施肥是保障作物产量和粮食安全必不可少的措施^[1]，化肥投入尤其是氮肥投入量持续增加是20世纪70年代末以来中国粮食产量大幅度提高的关键因素之一^[2]。然而，氮肥高投入量在保证粮食产量的同时，也导致氮肥增产效应减缓、氮素损失量提高、氮肥利用率偏低、土壤酸化加剧、土壤无机氮过量积累及环境风险增加等一系列问题^[3–5]。南方双季稻区作为我国粮食主产区，在保障国家粮食安全中占有极其重要的地位，该区域农业生产集约化程度高，氮肥投入量大，采用的是“高投入、高产出”的管理模式，在保证粮食产量的同时也造成资源浪费、生态环境破坏等问题^[6]。因此，在确保粮食安全的前提下，如何通过科学合理的措施实现氮肥减施增效，促进资源可持续利用及生产与生态协调发展，是现代农业关注的焦点和重大课题。

农业生态系统中氮素循环、转化过程复杂，氮损失不可避免，需要通过降低氮肥投入等途径来优化农田氮素管理，实现氮肥减施增效。目前采用的主要措施包括优化氮肥施用量及施用方法，增加种植密度，普通尿素与缓控释尿素配施，有机无机肥配施，尿素添加氮抑制剂以及这些方法的综合利用等^[7–9]。脲酶抑制剂和硝化抑制剂通过延缓尿素水解或减缓铵态氮向硝态氮的转化，调控土壤供氮强度，减少氮素损失，提高氮肥利用率^[10]。目前脲酶抑制剂和硝化抑制剂对尿素氮在土壤中形态的转化、氨挥发、N₂O排放的影响等有较多报道^[11–12]，但其对作物产量效应的结果不完全一致^[13–14]，其对土壤氮素平衡影响的研究也相对较少。本文以目前应用较多的脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺 (NBPT) 和硝化抑制剂双氰胺 (DCD) 为材料，在南方典型双季稻区研究氮肥减施条件下，研究2种氮抑制剂对双季稻产量、氮素吸收利用效率、土壤无机氮转化及氮平衡的影响，为优化南方双季稻农田生态系统氮素养分管理及实现氮肥减施增效提供理论依据。

试验于2015年早、晚稻期间在湖南省宁乡县回龙铺镇天鹅村 (28°12′N、112°26′E，海拔高度60 m) 进行。该区域属亚热带大陆性季风湿润气候，年平均气温16.8℃，年均无霜期274 d，年均降雨量1358 mm，年均日照时数1739 h。供试土壤为渗育性水稻土白鳝泥田 (土壤系统分类为漂白铁聚水耕人为土)，试验前0—20 cm耕层土壤基本性状：pH 5.71、有机质43.4 g/kg、全氮2.17 g/kg、全磷0.54 g/kg、全钾12.5 g/kg、碱解氮195.8 mg/kg、有效磷12.9 mg/kg、速效钾67.3 mg/kg。

试验共设5个处理：1) 不施肥 (CK)；2) 100%尿素 (100%U)；3) 80%尿素 (减氮20%，80%U)；4) 80%尿素+NBPT (80%U+NBPT)；5) 80%尿素+DCD(80%U+DCD)。处理2)氮肥按早稻N 150 kg/hm²、晚稻N 180 kg/hm²施用，处理3)～5)氮肥按早稻N 120 kg/hm²、晚稻N 144 kg/hm²施用；处理2)～5)磷肥按早稻P₂O₅ 75 kg/hm²、晚稻P₂O₅ 45 kg/hm²施用，钾肥按早稻K₂O 90 kg/hm²、晚稻K₂O 120 kg/hm²施用。氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾。所有施肥处理的氮肥和钾肥分两次施用：50%做基肥，50%做分蘖肥；磷肥做基肥一次性施用。脲酶抑制剂为NBPT，硝化抑制剂为DCD，均按对应处理尿素量的1%添加，与尿素混匀后施用。早稻品种为常规稻湘早籼45号，4月24日抛秧，每公顷37.5万株，7月16日收获；晚稻组合为杂交稻荆楚优148，7月19日抛秧，每公顷27万株，10月15日收获。试验设3次重复，小区面积20 m²，随机区组排列。小区间用高20 cm、宽30 cm的泥埂隔离，埂上覆膜，实行单独排灌。各处理基肥部分于抛秧前1 d施入，施入后立即用铁齿耙耖入5 cm深的土层内，分蘖肥于抛秧后7～10 d撒施，其他田间管理与当地大田一致。

试验开始前采集0—20 cm耕层土样，用于测定土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、硝态氮和铵态氮。早、晚稻成熟期采集各处理0—20 cm耕层土样，用于测定硝态氮、铵态氮和微生物量氮，并采用环刀法取耕层土壤测定土壤容重。早、晚稻各小区单打单晒，称计实产，采集植株样测定稻谷和稻草氮含量。

土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾采用常规方法测定^[15]，土壤铵态氮和硝态氮用1 mol/L KCl溶液浸提后采用流动分析仪测定^[15]，土壤微生物量氮采用氯仿熏蒸—K₂SO₄溶液浸提法测定^[16]。植株氮采用浓H₂SO₄–H₂O₂消化法测定^[15]。

稻谷氮吸收量 (grain nitrogen accumulation，GNA，kg/hm²) = 稻谷产量 × 稻谷氮含量；

稻草氮吸收量 (straw nitrogen accumulation，SNA，kg/hm²) = 稻草产量 × 稻草氮含量；

地上部氮吸收量 (above-ground nitrogen accumulation，ANA，kg/hm²) = 稻谷氮吸收量+稻草氮吸收量；

氮肥表观利用率 (apparent use efficiency of nitrogen fertilizer，ANE，%) = (施氮区地上部氮吸收量 – 对照区地上部氮吸收量)/施氮量 × 100；

氮肥农学效率 (agronomic efficiency of nitrogen fertilizer，NAE，kg/kg) = (施氮区稻谷产量 – 对照区稻谷产量)/施氮量；

氮肥偏生产力 (partial factor productivity of nitrogen fertilizer，NPFP，kg/kg) = 施氮区稻谷产量/施氮量；

植株氮素吸收效率 (nitrogen uptake efficiency by plant，NUP，%) = 施氮区地上部氮吸收量/施氮量 × 100；

氮收获指数 (nitrogen harvest index，NHI，%) = 稻谷氮吸收量/地上部氮吸收量 × 100。

氮肥施入土壤–作物体系后的基本去向包括3个方面：一是被作物吸收；二是在土壤中以无机氮形态或有机结合形态残留；三是以氨挥发、硝化–反硝化、淋洗或径流等途径损失至环境^[18]。氮平衡相关参数按下列方法计算^[19]：

土壤氮素净矿化量 (kg/hm²) = 不施氮肥区地上部氮吸收量 + 不施氮肥区土壤无机氮残留量(N_Rmin) – 不施氮肥区起始无机氮积累量(N_Imin)；

氮素表观损失量 (kg/hm²) = 施氮量 + 土壤起始无机氮积累量(N_Imin) + 土壤氮素净矿化量 – 作物收获带走氮量 – 收获后土壤无机氮残留量(N_Rmin)；

土壤无机氮 (N_min) 为硝态氮和铵态氮的总和。

土壤硝态氮/铵态氮累积量 (kg/hm²) 计算公式: 　　　　　　　　I = h × C × B/10

式中：I为硝态氮/铵态氮累积量 (kg/hm²)；h为土层厚度 (cm)；C为硝态氮/铵态氮含量 (mg/kg)；B为该土层的土壤容重 (g/cm³)。

数据处理及分析采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.5等数据处理系统。

尿素添加NBPT和DCD对双季稻产量维持与提高均有促进作用，且NBPT较DCD的增产效果更明显 (表1)。早、晚稻稻谷、稻草和生物产量均以80%U+NBPT处理最高，除早稻稻谷产量外，均与80%U处理达到显著差异水平 (P < 0.05)；80%U+NBPT处理早、晚稻稻谷、稻草和生物产量与100%U处理差异均不显著 ( P > 0.05)；除晚稻稻谷产量外，与80%U+DCD处理差异也不显著 ( P > 0.05)。80%U+DCD处理早稻稻谷、稻草和生物产量高于100%U和80%U处理，但与100%U和80%U处理差异均不显著 ( P > 0.05)；80%U+DCD处理晚稻稻谷、生物产量低于100%U处理，稻草产量高于100%U处理，处理间差异均不显著 ( P > 0.05)；80%U+DCD处理晚稻稻草产量显著高于80%U处理 ( P < 0.05)。所有施肥处理的早、晚稻稻谷、稻草和生物产量均显著高于CK处理 ( P < 0.05)。

表1(Table 1)

表1 不同处理的早、晚稻产量 (kg/hm2) Table 1 Early rice and late rice yield under different treatments

表1 不同处理的早、晚稻产量 (kg/hm2) Table 1 Early rice and late rice yield under different treatments 处理 Treatment 早稻 Early rice 晚稻 Late rice 稻谷产量 Grain yield 稻草产量 Straw yield 总生物量 Total biomass 稻谷产量 Grain yield 稻草产量 Straw yield 总生物量 Total biomass CK 4421 b 3747 c 8186 c 4750 c 3654 c 8404 c 100%U 6491 a 4738 ab 11230 ab 7132 ab 5706 ab 12838 ab 80%U 6310 a 4352 b 10662 b 6639 b 5311 b 11950 b 80%U+NBPT 6813 a 4867 a 11680 a 7569 a 5960 a 13528 a 80%U+DCD 6690 a 4745 ab 11435 ab 6915 b 5910 a 12824 ab 注（Note）：采用 Duncan 新复极差法进行差异显著性检验，同列数据后不同字母表示差异达 0.05 显著水平 Significance analysis of data is accomplished by the Duncan’s multiple range-test, and values followed by different letters in the same column indicate significant differences among treatments at 0.05 level.

施氮有利于提高早、晚稻稻谷和稻草氮含量 (表2)。所有施氮处理早、晚稻稻谷和稻草氮含量均高于CK处理。各施肥处理中，除早稻80%U+DCD处理稻草氮含量明显高于未添加抑制剂的100%U和80%U处理 (P < 0.05)，添加NBPT和DCD对早、晚稻稻谷和稻草氮含量影响差异不显著 ( P > 0.05)。

表2(Table 2)

表2 不同处理早、晚稻稻谷和稻草氮含量及氮吸收量 Table 2 N contents and accumulation in grain and straw of early and late rice under different treatments

表2 不同处理早、晚稻稻谷和稻草氮含量及氮吸收量 Table 2 N contents and accumulation in grain and straw of early and late rice under different treatments 处理 Treatment 氮含量 N content (g/kg) 氮吸收量 N accumulation (kg/hm2) 稻谷 Grain 稻草 Straw 稻谷 Grain 稻草 Straw 植株 Total 早稻 Early rice CK 11.1 b 12.2 c 49.1 b 45.7 c 94.8 b 100%U 12.8 a 13.7 b 83.1 a 64.9 ab 148.0 a 80%U 12.7 a 13.8 b 80.1 a 60.1 b 140.2 a 80%U+NBPT 12.7 a 14.0 b 86.5 a 68.1 a 154.7 a 80%U+DCD 12.2 a 14.9 a 81.6 a 70.7 a 152.3 a 晚稻 Late rice CK 10.9 c 10.4 c 51.8 c 38.0 c 89.8 c 100%U 11.2 bc 11.8 ab 79.9 b 67.3 a 147.2 b 80%U 11.5 abc 11.7 ab 76.3 b 62.1 b 138.5 b 80%U+NBPT 11.9 a 11.9 a 90.1 a 70.9 a 161.0 a 80%U+DCD 11.6 ab 11.2 b 80.2 b 66.2 ab 146.4 b 注（Note）：采用 Duncan 新复极差法进行差异显著性检验，同列数据后不同字母表示差异达 0.05 显著水平 Significance analysis of data is accomplished by the Duncan′s multiple range-test, and values followed by different letters in the same column indicate significant differences among treatments at 0.05 level.

不同处理对早、晚稻稻谷、稻草和植株氮吸收量存在明显影响 (表2)。各施肥处理早、晚稻稻谷、稻草及植株氮吸收量均显著高于CK处理 (P < 0.05)。所有处理中，早、晚稻稻谷和植株氮吸收量及晚稻稻草氮吸收量均以80%U+NBPT处理最高，且晚稻稻谷和植株氮吸收量与80%U+DCD、100%U和80%U处理的差异均达到显著水平 ( P < 0.05)，早、晚稻稻草氮吸收量与80%U处理差异达显著水平 ( P < 0.05)，表明施用NBPT对提高水稻氮吸收量有较明显的促进作用。80%U+DCD处理早稻稻草、植株及晚稻稻谷氮吸收量高于100%U处理，早稻稻谷、晚稻稻草及植株氮吸收量低于100%U处理，但与100%U处理的差异均不显著 ( P > 0.05)；80%U+DCD处理早、晚稻稻谷、稻草和植株氮吸收量均高于80%U处理，但处理间差异均未达到显著水平 ( P > 0.05)，表明在相同施氮量条件下添加DCD一定程度上促进了早、晚稻对氮素的吸收积累。

尿素添加NBPT和DCD均有利于提高水稻氮素利用效率 (表3)。与100%U和80%U处理相比，80%U+NBPT和80%U+DCD处理早、晚稻氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮素吸收效率均有所提高，其中80%U+NBPT提高效果更显著，其晚稻氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮素吸收效率与100%U和80%U的差异均达到显著水平 (P < 0.05)。

表3(Table 3)

表3 不同处理早稻、晚稻氮利用效率 Table 3 Nitrogen use efficiency of early and late rice under different fertilizer treatments

表3 不同处理早稻、晚稻氮利用效率 Table 3 Nitrogen use efficiency of early and late rice under different fertilizer treatments 处理 Treatment 氮肥表观利用率 (%) ANE 氮肥农学效率 (kg/kg) NAE 氮肥偏生产力 (kg/kg) NPFP 氮素吸收效率 (%) NUP 氮收获指数 (%) NHI 早稻 Early rice CK 51.8 c 100%U 35.5 a 13.8 a 43.3 b 98.7 b 56.1 a 80%U 37.8 a 15.7 a 52.6 a 116.8 a 57.2 a 80%U+NBPT 49.9 a 19.9 a 56.8 a 128.9 a 55.9 a 80%U+DCD 47.9 a 18.9 a 55.8 a 126.9 a 53.6 b 晚稻 Late rice CK 57.7 a 100%U 31.9 c 13.2 b 39.6 c 81.8 c 54.3 b 80%U 33.8 bc 13.1 b 46.1 b 96.2 b 55.1 b 80%U+NBPT 49.4 a 19.6 a 52.6 a 111.8 a 55.9 ab 80%U+DCD 39.3 b 15.0 b 48.0 b 101.7 b 54.8 b 注（Note）：ANE—Apparent use efficiency of nitrogen fertilizer; NAE—Agronomic efficiency of nitrogen fertilizer; NPFP—Partial factor productivity of nitrogen fertilizer; NUP—Nitrogen uptake efficiency by plant; NHI—Nitrogen harvest index; 采用 Duncan 新复极差法进行差异显著性检验，同列数据后不同字母表示处理间差异达 0.05 显著水平 Significance analysis of data is accomplished by the Duncan′s multiple range-test, and values followed by different letters in the same column indicate significant differences among treatments at 0.05 level.

氮收获指数 (NHI) 反映氮素在植株营养器官与生殖器官间的分配。不同处理对早、晚稻氮收获指数有一定影响 (表3)。与单施尿素处理 (100%U和80%U) 相比，添加氮素抑制剂 (80%U+DCD和80%U+NBPT) 早稻氮收获指数有所降低，晚稻变化则不明显。

不同处理对早、晚稻成熟期土壤硝态氮、铵态氮有显著影响 (表4)。与常规施肥 (100%U) 相比，减少施氮量有利于降低土壤硝态氮和铵态氮含量。80%U处理早、晚稻后土壤硝态氮含量分别较100%U处理降低14.9%和14.5%，铵态氮分别降低8.4%和9.3%。减少施氮量并添加氮抑制剂进一步降低了土壤硝态氮和铵态氮含量。早、晚稻后，80%U+DCD处理土壤硝态氮含量较100%U处理分别降低22.4%和47.0%，铵态氮分别降低24.7%和16.5%；80%U+NBPT处理土壤硝态氮分别降低33.2%和42.7%，铵态氮分别降低20.7%和30.2%。

表4(Table 4)

表4 收获后不同处理土壤硝态氮和铵态氮含量及残留量 Table 4 Contents and residual amounts of nitrate nitrogen and ammonium nitrogen in soil after rice harvest under different treatments

表4 收获后不同处理土壤硝态氮和铵态氮含量及残留量 Table 4 Contents and residual amounts of nitrate nitrogen and ammonium nitrogen in soil after rice harvest under different treatments 处理 Treatment 早稻 Early rice 晚稻 Late rice 含量 Content (mg/kg) 残留 Residual (kg/hm2) 含量 Content (mg/kg) 残留 Residual (kg/hm2) NO3–-N NH4+-N NO3–-N NH4+-N NO3–-N NH4+-N NO3–-N NH4+-N CK 2.78 b 16.6 c 6.4 b 38.2 c 1.92 c 16.5 b 4.5 c 32.7 c 100%U 3.22 a 22.7 a 7.3 a 51.3 a 3.30 a 18.2 a 7.5 a 41.1 a 80%U 2.74 b 20.8 b 6.2 b 47.0 b 2.82 b 14.1 d 6.3 b 37.0 b 80%U+NBPT 2.15 d 18.0 c 4.9 d 40.7 c 1.89 cd 12.7 e 4.2 cd 28.4 d 80%U+DCD 2.50 c 17.1 c 5.6 c 38.3 c 1.75 d 15.2 c 4.0 d 34.4 c 注（Note）：采用 Duncan 新复极差法进行差异显著性检验，同列数据后不同字母表示处理间差异达 0.05 显著水平 Significance analysis of data is accomplished by the Duncan′s multiple range-test, and values followed by different letters in the same column indicate significant differences among treatments at 0.05 level.

与常规施肥相比，尿素减量施用和施用氮抑制剂明显降低了土壤无机氮残留量 (表4)。早、晚稻后80%U处理土壤无机氮残留量 (硝态氮残留量与铵态氮残留量之和) 较100%U处理分别降低9.2%和10.9%，80%U+DCD处理分别降低25.1%和21.2%，80%U+NBPT处理分别降低22.3%和32.7%。

添加NBPT和DCD有利于早、晚稻成熟期土壤微生物量氮含量和积累量的提高 (表5)。早、晚稻后80%U+DCD较100%U处理土壤微生物量氮含量分别提高10.8%和10.4%，较80%U处理分别提高19.3%和14.5%；80%U+NBPT较100%U处理分别提高5.3% 和16.4%，较80%U处理分别提高13.4%和20.7%。早、晚稻后土壤微生物量氮积累量80%U+DCD较100%U处理分别提高9.8%和10.5%，较80%U处理分别提高18.2%和15.5%；80%U+NBPT较100%U处理分别提高5.3% 和15.4%，较80%U处理分别提高13.4%和20.7%。表明尿素添加NBPT或DCD有利于土壤氮生物固持和土壤持续供氮能力的提高。

表5(Table 5)

表5 收获后不同处理土壤微生物量氮 (MBN) 含量及积累量 Table 5 Content and accumulation of soil microbial biomass nitrogen (MBN) after rice harvest under different treatments

表5 收获后不同处理土壤微生物量氮 (MBN) 含量及积累量 Table 5 Content and accumulation of soil microbial biomass nitrogen (MBN) after rice harvest under different treatments 处理 Treatment 早稻 Early rice 晚稻 Late rice 含量 (mg/kg) Content 积累量 (kg/hm2) Accumulation 含量 (mg/kg) Content 积累量 (kg/hm2) Accumulation CK 67.5 c 155.3 b 60.6 e 140.6 e 100%U 65.9 d 148.9 c 68.1 c 153.9 c 80%U 61.2 e 138.3 d 65.7 d 147.2 d 80%U+NBPT 69.4 b 156.8 b 79.3 a 177.6 a 80%U+DCD 73.0 a 163.5 a 75.2 b 170.0 b 注（Note）：采用 Duncan 新复极差法进行差异显著性检验，同列数据后不同字母表示处理间差异达 0.05 显著水平 Significance analysis of data is accomplished by the Duncan′s multiple range-test, and values followed by different letters in the same column indicate significant differences among treatments at 0.05 level.

根据氮输入、输出平衡模型分别计算早、晚稻及早–晚稻轮作周期的氮平衡状况。表6表明，不同处理对土壤氮素平衡有较大影响。各施氮处理中，施肥占氮输入的46.3%～59.8%。氮输出项中，以作物吸收带出为主，占氮输出的45.9%～83.3%。尿素添加NBPT或DCD提高了作物氮吸收量，其中以添加NBPT的提高效果更明显。在施氮量减少20%条件下添加NBPT，早、晚稻及早–晚稻轮作周期作物吸氮量较常规施氮处理分别提高4.5%、9.4%和6.9%，添加DCD早稻和早–晚稻轮作周期作物吸氮量较常规施氮处理提高2.9%和1.2%。添加NBPT或DCD有利于降低土壤无机氮残留量，在施氮量减少20%条件下添加NBPT，早稻、晚稻收获后的土壤无机氮残留较常规施氮处理分别降低22.4%和32.7%，添加DCD分别降低25.1%和21.2%。添加NBPT或DCD有利于降低氮素表观损失，减20%氮量施用条件下添加NBPT，早稻、晚稻及早–晚稻轮作周期氮素表观损失较常规施氮处理分别降低28.5%、37.5%和34.0%，较80%U处理分别降低10.3%、20.1%和16.2%；添加DCD较常规施肥处理分别降低23.7%、31.6%和28.5%，较80%U处理分别降低4.2%、12.6%和9.2%。

表6(Table 6)

表6 双季稻体系氮素平衡 (kg/hm2) Table 6 Nitrogen balance in double-rice system

表6 双季稻体系氮素平衡 (kg/hm2) Table 6 Nitrogen balance in double-rice system 处理 Treatment 氮投入 Nitrogen input 氮输出 Nitrogen output 氮表观损失 Apparent N loss 肥料氮 Fertilizer N 起始无机氮 Initial Nmin 净矿化氮 Net Nmin 作物吸收 Crop uptake 残留无机氮 Residual Nmin 早稻 Early rice CK 0 40.3 99.0 94.8 b 44.6 c –0.1 c 100%U 150 40.3 99.0 148.0 a 58.6 a 82.7 a 80%U 120 40.3 99.0 140.2 a 53.2 b 65.9 b 80%U+NBPT 120 40.3 99.0 154.7 a 45.5 c 59.1 b 80%U+DCD 120 40.3 99.0 152.3 a 43.9 c 63.1 b 晚稻 Late rice CK 0 44.6 82.4 89.8 c 37.2 c 0 d 100%U 180 58.6 82.4 147.2 b 48.6 a 125.2 a 80%U 144 53.2 82.4 138.5 b 43.2 b 97.9 b 80%U+NBPT 144 45.5 82.4 161.0 a 32.7 d 78.2 c 80%U+DCD 144 43.9 82.4 146.4 b 38.3 c 85.6 c 早、晚稻合计 Total CK 0 40.3 181.4 184.6 d 37.2 c –0.1 e 100%U 330 40.3 181.4 295.2 b 48.6 a 207.9 a 80%U 264 40.3 181.4 278.7 c 43.2 b 163.8 b 80%U+NBPT 264 40.3 181.4 315.7 a 32.7 d 137.3 d 80%U+DCD 264 40.3 181.4 298.7 b 38.3 c 148.7 c 注（Note）：采用 Duncan 新复极差法进行差异显著性检验，同列数据后不同字母表示差异达 0.05 显著水平 Significance analysis of data is accomplished by the Duncan′s multiple range-test, and values followed by different letters in the same column indicate significant differences among treatments at 0.05 level.

目前大部分研究结果表明，添加脲酶/硝化抑制剂能减少肥料氮素损失，促进作物氮素吸收，提高作物产量和氮素利用效率^{[13, 20–22]}，但也有研究表明氮抑制剂对作物产量没有影响或影响不显著，如Li等^[14]研究认为在石灰性土壤上施用脲酶抑制剂尽管显著降低尿素氨挥发损失，提高氮肥利用率，但对作物产量没有显著影响；Wilson等^[23]报道也表明，硝化抑制剂DCD尽管提高了水稻对肥料氮的吸收，但对水稻产量没有影响。不同研究的结果均表明氮抑制剂能减少肥料氮素损失和提高氮素利用效率，但对作物的产量效应存在差异，这可能是因为受氮抑制剂种类、作物种类、土壤类型、土壤性质及气候特点等多种因素综合影响，与不同条件下氮抑制剂调控土壤氮养分供应量和土壤供氮形态与作物养分需求是否耦合和同步有关。本研究结果表明，在同等施氮量条件下，添加NBPT和DCD (80%U+NBPT和80%U+DCD) 较未添加氮抑制剂 (80%U) 处理降低了氮素损失，提高了氮利用效率及水稻产量，尤其以施用NBPT的效果更显著；即使是与常规施氮处理 (100%U) 相比，除晚稻添加DCD的稻谷产量略有下降外，减氮20%添加抑制剂处理水稻产量仍有所提高。施用NBPT提高水稻产量的原因可能是由于NBPT延缓了尿素水解产生铵态氮，减少了水稻生长前期尿素氮养分的损失，延长了尿素肥效，保证了水稻生长中后期土壤有效氮供应，从而促进了水稻生长和氮素吸收利用；而添加DCD抑制了尿素水解生成的铵态氮的硝化作用，改变了田间条件下铵态氮与硝态氮的供应比例，增加土壤铵态氮供应量并延长铵态氮供应时间^[24]，水稻为喜铵作物，从而也促进水稻产量形成及氮素养分的吸收利用。

氮流失风险增加通常与氮素供应和作物需求不同步有关，因此适当减少作物生长前期氮养分供应、增加中后期氮养分供应是实现氮肥高效利用的有效途径^[25]。尿素施入稻田后，在脲酶的作用下经氨甲基酸水解生成NH₃的过程非常迅速，大概在2～10天内完全完成^[20]。本研究中氮肥分别于水稻移栽前1 d和抛秧后7～10 d各按50%分两次施用，该阶段水稻处于移栽幼苗至分蘖始期，对氮养分需求强度大，但由于植株个体小，氮素营养需求量相对较少，此时也是氮素损失发生的高峰期^[26]。本区域双季稻田中早、晚稻氨挥发损失氮分别占施氮量的39.8%和46.9%，峰值分别发生在基肥施用当天和施追肥的第2天^[27]。脲酶抑制剂与尿素一起使用延长了施肥点处尿素的扩散时间，并延缓了酰胺态氮向铵态氮的转化进程，从而降低土壤溶液中NH₄⁺和NH₃的浓度，减少尿素对作物幼苗的毒性及NH₃的挥发损失^[28]。有研究认为施用1%的NBPT可使尿素水解推迟5天以上^[29]，也有报道认为脲酶抑制剂可使尿素水解延缓7～14天^[30]，这对尿素氮养分释放速率与水稻氮养分需求的耦合起到有效调控作用，从而促进水稻氮素吸收利用的提高。添加硝化抑制剂主要通过延缓尿素水解后产生的铵态氮向硝态氮的转化过程，使更多的氮以铵态氮形态存在于土壤，从而减少硝态氮淋失及N₂O排放等途径产生的氮损失。本研究中，添加DCD也提高了水稻氮素吸收利用效率，但其效果不如NBPT，可能的原因是添加DCD主要调控尿素水解生成的铵态氮向硝态氮转化过程，但并不影响尿素施用后水解生成NH₃的过程，而氨挥发是氮肥损失的主要途径。本研究结果也表明，施用脲酶抑制剂或硝化抑制剂通过调控氮素转化速率及氮素形态，延缓肥料氮的释放和延长氮肥肥效，对氮素利用效率均有促进作用，但二者调控机理和作用时间并不完全相同，且NBPT对提高水稻氮素利用效率的效果更显著。

长期大量施用氮肥可能造成土壤无机氮积累，增加氮素向深层土壤淋失的风险。本研究表明，尿素添加脲酶抑制剂NBPT或硝化抑制剂DCD降低了水稻收获期土壤无机氮残留，促进了微生物对肥料氮的固持。可能是由于氮素转化受抑制剂作用，土壤铵态氮存在时间更长，有利于微生物氮固持，同时NBPT和DCD本身在土壤中的降解也为微生物代谢提供了碳源，这也有利于土壤微生物对氮的固持。这一结果与隽英华等^[29]和Wang等^[31]的研究结果类似。微生物量氮的提高也表明土壤氮库库容的增大和土壤氮素持续供应能力的提高。尽管作物生产体系中氮的损失不可能完全避免，但通过合理的农业措施可有效降低氮损失。本研究利用土壤氮素平衡模型计算氮损失结果，也表明NBPT和DCD的施用均能降低氮素表观损失，其中NBPT的降低效果优于DCD。在本研究计算氮肥施入土壤–作物体系后的平衡过程中，没有考虑氮素的激发效应，认为施肥区土壤矿化氮与对照区相同，可能会由于少计算实际激发的部分氮素，造成氮肥利用率和氮肥农学效率等数据出现偏高现象。同时在本研究中，只对两种氮素抑制剂对双季水稻产量、氮素养分吸收利用、土壤硝态氮、铵态氮、微生物量氮及土壤氮素平衡的影响进行了研究，而对抑制剂的使用量、抑制剂添加比例及不同抑制剂配合施用等均需要进行进一步的相关试验研究。

减少常规尿素施用量的20%，添加尿素用量1%的脲酶抑制剂 (NBPT) 或硝化抑制剂 (DCD)，可显著提高双季稻植株氮吸收量及氮素利用效率，增加或维持双季稻产量；尿素中添加两种氮抑制剂，均降低了稻田土壤硝态氮和铵态氮残留量，显著提高土壤微生物量氮的积累，因而减少氮的表观损失，保持土壤氮素的平衡，其中以添加NBPT的效果更显著。