玉米在中国粮食生产上占有重要的地位,合理密植和科学施肥是玉米高产高效的重要措施。本研究通过对试验田块玉米生长过程中各项生长和生理指标的监测,探索实际生产中密度与施氮量对玉米产量形成的作用,合理构建种植密度与施肥方式,为东北春玉米高产高效生产提供理论基础与数据支持。本研究采用郑单958、吉单66为试验品种,设置了4.5×10~4株/hm~2(M4.5)、6.0×10~4株/hm~2(M6.0)、7.5×10~4株/hm~2(M7.5)和9.0×10~4株/hm~2(M9.0)等4个种植密度,120kg-N/hm~2(N120)、180kg-N/hm~2(N180)、240kg-N/hm~2(N240)等3个施氮水平,并在7.5×10~4株/hm~2的情况下增设不施氮处理(N0),旨在研究密度与施氮量互作对春玉米氮素利用效率及产量的影响。研究结果表明:(1)密度和施氮量能够显著影响干物质的积累分配和转运。不同处理下的干物质积累量在吐丝期后差异逐渐加大,密度和群体干物质积累量呈正相关关系。在同一密度下,随着施氮量的不断增加,干物质积累呈现先升高后降低的趋势,在N180处理下表现最好。生理成熟期前,干物质分配比例受密度、施氮量和氮密互作的影响不显著;在生理成熟期,ZD958的干物质分配比例同时受到种植密度、施氮量和氮密互作的影响,JD66则受施氮量和氮密互作的影响。ZD958的营养器官干物质转运量对籽粒产量贡献率低于JD66,ZD958仅在M9.0、N240处理下的贡献率超过20%,而JD66在N0、N240以及N120处理下均出现了贡献率超过20%的情况。(2)密度和施氮量显著影响单株和群体氮含量积累,单株氮含量随着密度的增加而降低,群体氮含量则相反。密度、施氮量和氮密互作显著影响氮肥的农学利用效率。密度和施氮量显著影响ZD958的氮肥偏生产力;密度、施氮量以及氮密互作显著影响JD66的氮肥偏生产力。在同一密度下,随着施氮量的不断增加,氮肥偏生产力逐渐下降。密度、施氮量和氮密互作对氮素收获指数的影响均不显著。密度和氮密互作对氮素转运效率影响显著,同时,密度对氮素转运对籽粒的贡献率有显著性影响,但施氮量对其影响不显著。(3)产量受密度、施肥量和氮密互作的影响,两个品种随着密度和施氮量的增加,产量均表现出先增加后减小的趋势。同一施氮量下,高密度(M9.0)处理下的产量较其他密度处理下的产量低,相同密度处理下,无氮(N0)处理的产量较其他施氮量处理下降幅度超过20%。ZD958的产量在M6.0、N180处理下达到最大值,JD66的产量在M7.5、N240处理下达到最大。同时,高密度(M9.0)和无氮(N0)处理下穗部发育不良,穗长较短、穗粗较小,秃尖长较长。密度在6.0×10~4-7.5×10~4株/hm~2、施氮量在120-180kg/hm~2范围内产量及产量构成表现较好,可见适当提高种植密度并适量减施氮肥能够保证玉米穗部的良好生长发育。(4)密度和施氮量显著影响春玉米的茎粗、穗位系数、叶面积指数和光能利用率,株高受施氮量影响显著。同一密度下,植株的株高在N180处理下最高,在N0处理下最低;同一施氮量下,密度之间没有明显的变化趋势。植株的茎粗在低密度(M4.5)处理下显著高于高密度处理(M9.0),不施氮(N0)或施氮量过高(N240)会使茎粗降低。穗位系数与密度呈正相关关系;随着施氮量的增加,穗位系数呈现增高-降低-增高的趋势。叶面积指数与密度呈正相关关系,在同一密度下,不同施氮量之间的变化趋势并不明显;在高密度(M9.0)和低施氮量(N0)处理下,吐丝期后叶面积指数下降速度更快,叶片衰老速度加剧。(5)不同品种之间净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)存在着差异,ZD958的净光合速率明显高于JD66。同一品种不同密度和施氮量处理下,春玉米的净光合速率没有显著性差异。密度和施氮量显著影响春玉米的光能利用效率。同一施氮量下,随着密度的增加,光能利用率呈现先升高后降低的趋势,ZD958和JD66的光能利用效率均在M7.5处理下达到了最大值。同一密度下,随着施氮量的增加,光能利用效率基本呈现先升高后降低的趋势,两个品种均在N0处理下的光能利用率最低,施氮能够显著提高春玉米的光能利用效率。