在中国东北稻区,肥料氮去向与施氮量间的关系以及残留氮的去向目前仍不清晰。为此本研究田间小区和15N微区试验,分别设置0、75、105、135和165 kg N/hm2五个施氮水平,对应处理为N0、N75、N105、N135和N165。微区试验在2017年施用15N标记尿素,2018年施用等量的普通尿素。分析了氨挥发、淋洗、地表径流、水稻产量以及植物和土壤中氮含量和15N丰度变化情况。结果表明,水稻产量与氮肥施用量呈线性平台关系,最佳施氮量为135 kg N/hm2;水稻氮吸收量随着氮量的增加而增加,差减法氮肥吸收利用率(REN)在2017年和2018年平均分别为45.23%和56.98%。2017年施氮量为135 kg N hm2时REN最高,2018年REN受施氮量影响不大,而氮量超过135 kg N hm2时氮肥农学利用率(AEN)和氮肥生理利用率(PEN)显著降低。在中国东北稻区肥料氮氨挥发、淋洗和径流的损失较少。2017年和2018年氨挥发量分别占总施氮量的0.81%和2.99%,氮通过淋洗和径流的损失比例分别为4.45%和不到1.05%,东北稻区表观反硝化损率失约为42.63%。2017年0-40cm土层中残留氮量为18.37-31.81 kg/hm2,残留率为19.28-24.50%。土壤中15N肥料的残留量随施氮量增加而增加,残留氮主要集中在0-10cm土层中,占总残留氮的58.45-83.54%,并随深度增加而减少,但0-10cm土层残留氮占0-40cm土层残留氮的比例却随施氮量增加而减少。平均约有5.4%的残留氮在下一季被水稻吸收利用,50.2%流失,44.4%继续残留在土壤中,因此在计算施氮量时应考虑残留氮的数量。考虑到水稻产量与氮效率的平衡,本试验中东北稻区适宜施氮量为105-135 kg N/hm2。