【目的】优化氮肥用量和基追比例是实现氮肥减施和提高肥料利用率的重要途径。本研究在南方典型双季稻种植区进行定位试验,通过对土壤肥力与氮素农学效益进行综合评价,以期提出适合当地土壤和水稻种植条件的氮肥减施模式。【方法】以南方典型红壤区双季稻种植体系为研究对象,于2014~2015连续进行了4季大田定位试验,设处理:1)不施氮肥(T1);2)当地农民习惯施氮(T2),早稻、晚稻各施N 165和195 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥比分别为60∶40∶0、40∶30∶30;3)在T2处理基础上减施氮肥20%(T3),即早稻施N 135 kg/hm~2,晚稻施N 165 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥比均为40∶30∶30,并以20%有机氮代替普通化肥氮。分析了成熟期水稻产量和植物样氮素含量,测定了0—20 cm土壤微生物量碳、氮含量,土壤p H、有机质、全氮、速效钾和有效磷等理化指标,计算了累计氮肥利用率和氮肥农学效率,分别利用内梅罗指数法和灰色关联度法综合评价了土壤肥力效应以及各施肥模式的综合效益。【结果】1)各处理土壤综合肥力指数(IFI)值由高到低为T3>T2>T1;与T2处理相比,优化氮肥用量和基追比例的T3处理IFI值提高2.34%,土壤微生物量碳含量提高了4.37%~25.39%,土壤微生物量氮含量提高了17.85%~29.24%(P<0.05)。2)与T2处理相比,2014–2015年T3处理累计氮肥农学效率显著提高了29.66%(P<0.05),累计氮肥表观利用率显著提高了28.82%(P<0.05);2014年各处理水稻总产量无显著差异,2015年水稻总产量T3处理比T2处理提高了5.26%,两年水稻总产量,T3处理提高了2.38%。3)对土壤养分指标、土壤微生物指标和氮素农学效率指标进行关联度分析,2014~2015年T3处理关联度最大,分别为0.9999和1.0000,在土壤肥力和氮肥农学效应综合评价中最优,表明优化氮肥用量和基追比例能够实现氮肥减施以及肥料利用率的提高。【结论】在当地农民习惯施氮的基础上减施20%化肥氮,以有机氮替代,并适当提高化肥氮在抽穗期的比例,能够保证土壤综合肥力的可持续性、氮素养分持续高效利用和水稻持续稳产。