为了定量化不同稻作生态区稻田土壤氮素供应能力，研究稻田土壤氮素供应趋势，提高氮肥利用率，降低环境污染，本研究在空间尺度(全国的不同稻作生态区)和时间尺度(氮素供应的历史变化)上，对我国水稻施肥历史和现状进行了深入调查与分析；研究了不同稻作生态区氮素矿化能力与基础土壤理化指标；在最大光温潜力的基础上对不同稻作生态区氮素矿化能力进行比较；系统总结南北方不同生态区水稻干物质积累和植株氮素吸收规律；对我国稻田生态系统氮素平衡状况进行了分析和评价。主要研究结果如下： 1、土壤是水稻生长主要的氮素供应者，水稻生长的约60％～90％的氮素营养来自土壤；对全国近50年的统计资料进行分析，发现水稻生长对土壤的依赖程度在逐渐减弱，由90％以上降低到60％左右，说明化学肥料和其他米源的氮素的供应量在增加；对全国不同稻作生态区的数据进行分析，发现从北到南，随着土壤有机质含量的降低，水稻生长对土壤的依赖程度逐渐下降，由83％降至60％。 2、不施氮肥区的水稻空白产量表明除了化学肥料之外，土壤和环境供应的氮素的数量，可以反映两者的氮素供应能力。对全国近50年的统计资料进行分析，发现水稻无肥区的空白产量在逐年增加，由1960年代的1.3t/ha上升到2003年的4.1t/ha，说明土壤和环境的氮素供应量都在持续增加；对不同稻作生态地区的数据分析，发现空白区水稻产量与各个生态区的单位面积产量有较好的相关关系，即空白区水稻产量越高，平均产量越高，空白区产量是区域平均产量和形成高产的基础。 3、土壤矿化势是指土壤氮素在无限长时间内的矿化量，即最大矿化量，它反映了土壤氮素的潜在供应能力，对不同稻作生态区的土壤矿化势进行比较，东北稻作区为最高，达到445±30mg/kg，然后是西南、华南、华中、华北，最低为西北地区，并且发现矿化势与土壤有机质的相关性明显。 4、土壤养分的统计结果表明，近50年来，全国稻田土壤中的有机质提高幅度不大，由50年代15±3 g/kg增加到24±7.3 g/kg、全氮和速效氮都有不同程度的增加，全氮由0.8±0.2 g/kg增加到1.64±0.52 g/kg，速效氮由16±2 g/kg增加到126±15.6 g/kg。特别在1980s之后，化学肥料使用大量增加，化学肥料的施用对全氮和速效氮的提高有明显的促进作用。 5、对不同稻作生态区的施肥量进行统计，发现水稻产量和化肥用量显著相关，一般 R<2>>0.8，说明肥料可以促进水稻产量的显著提高；大量化肥的投入提高了稻田的生产力，使归还到土壤中的有机物料显著增加，从而提高了土壤肥力和土壤质量。但是同时肥料利用率不断下降，农学利用率由1980s的20～30kg/kg下降到2000s的10kg/kg，大量浪费的肥料给环境造成很大压力，导致多种污染，科学合理的施肥是农业可持续发展的前提。