双季稻是我国南方地区重要的农业生产模式,冬种绿肥和稻草还田则是维持农田土壤肥力和减少化肥用量的有效措施,但二者联合还田对双季稻的水肥效应仍不明确。为此,本研究以南方双季稻田为研究对象,于2013年-2016年开展了紫云英与稻草联合还田下节水减氮对双季稻生长发育、水氮吸收利用与流失、温室气体排放、产量品质等方面影响的系统研究,旨在揭示紫云英与稻草联合还田配合节水减氮下双季稻产量品质的形成基础及其环境效应,进而明确紫云英联合稻草还田下水肥管理措施。主要研究结论如下:（1）在常规施肥条件下,与单施化肥（NPK）相比,绿肥与稻草联合还田配施化肥（NPK+GM+RS）推进了机插早稻生长前期的生育进程,显著提高了群体茎蘖数、分蘖成穗率、叶面积指数、干物质积累以及群体生长率等群体质量指标,促进了机插早、晚稻生育前期氮磷钾养分吸收以及抽穗期和成熟期养分的积累和运输,提高了早晚稻生育后期叶片叶绿素含量和光合速率以及群体氮磷钾养分利用效率,显著增加了早晚稻产量（分别为5.39%和2.56%）,提高了早、晚稻稻米出糙率、精米率、整精米率和胶稠度,降低了垩白度、垩白粒率、直链淀粉含量及碱消值级,从而提高了机插双季稻稻米品质。（2）与常规水肥处理（W0N2）相比,绿肥与稻草联合还田下节水减氮（GM+RS+W1N1）处理优化了水稻群体质量,显著提高了早、晚稻的群体茎蘖数、叶面积指数、以及干物质积累等群体质量指标,增强了早、晚稻抽穗期以及成熟期叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度等光合作用指标,促进了养分的吸收与利用（GM+RS+W1N1处理的氮素收获指数、表观利用率和农学利用率较W0W2处理平均分别提高5.61%、39.97%、37.45%）,从而增加了早晚稻产量（分别为4.27%和3.98%）,改善了双季稻稻米加工品质、外观品质和蒸煮营养品质。（3）与W0N2处理相比,早晚稻GM+RS+W1N1处理全生育期的降雨利用率和水分利用效率分别增加8.73%和15.30%、9.49%和8.99%,灌水量、径流量、耗水量平均分别降低30.07%和14.63%、72.63%和41.44%、15.11%和4.82%,TN径流流失量平均分别减少6.10 kg/hm~2（减幅32.34%）和0.51 kg/hm~2（减幅46.79%）。（4）在相同的施氮水平下,早、晚稻间歇灌溉处理CH4累积排放量较淹水灌溉处理分别减少14.54%～37.37%、16.70%～52.25%,而N2O的累积排放量则分别增加12.50%～35.29%、23.08%-34.09%;在相同灌溉方式下,早、晚CH4和N2O的累积排放量大小顺序依次为绿肥与稻草联合还田配合减氮施肥处理（GM+RS+N1）＞常规氮肥处理（N2）＞无氮处理（N0）。不同处理早、晚稻CH4排放主要集中在基蘖肥施用的1-2周以及晒田复水后的1周内,N2O排放则主要集中在机插至晒田前以及晒田至穗肥施用后。（5）不同处理早稻、晚稻和双季稻田全球增温潜势（GWP）和单位产量温室气体排放（GHGI）均表现为GM+RS+W0N1＞GM+RS+W1N1＞W0N2＞W1N2＞W0N0＞W1N0,其中GM+RS+W1N1处理双季稻田GWP和GHGI较W0N2处理分别增加60.34%和53.51%（2015年）、34.89%和30.46%（2016年）。水肥是影响双季稻田综合温室效应的重要因素,水分管理和肥料管理均会对早、晚稻CH4累积排放量、N2O累积排放量、GWP及GHGI产生极显著影响,其中肥料管理是决定双季稻田温室效应的主导因素,水分管理是次要决定因素。综上所述,紫云英与稻草联合还田下节水减氮具有显著的增产效应,但也会增加稻田的温室效应。在本试验条件下,紫云英和稻草联合还田下即使早、晚稻分别减氮30%和15%仍能促进水稻的生长发育,减少稻田径流和氮素径流损失,提高水氮的吸收利用,从而实现双季稻节水、节肥、增产、优质。