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陕西关中平原是我国冬小麦和夏玉米主产区之一。缓释氮肥因其逐步释放氮素可显著提高氮肥利用效率降低面源污染风险,目前已被广泛使用,但受气候环境影响,缓释氮肥的氮素释放与作物氮素需求的同步性不确定,加之价格较高,严重制约了农业可持续发展。因此,优化缓释氮肥的应用和管理方式对提高关中地区冬小麦/夏玉米水氮利用效率,实现农田氮肥优化管理具有重要意义。本研究于2018-2020开展,包括两个试验研究。试验一为施氮量和缓释氮肥与尿素配施对大田冬小麦/夏玉米的影响试验,冬小麦生长季设置了4个氮肥类型:尿素（U）、缓释氮肥（SRF）、尿素与缓释氮肥以2:8掺混（UNS1）、尿素与缓释氮以3:7肥掺混（UNS2）,和4个施氮量:100 kg/hm~2（N1）、160 kg/hm~2（N2）、220 kg/hm~2（N3）、280 kg/hm~2（N4）;夏玉米生长季设置了4个氮肥类型:尿素（U）、缓释氮肥（SRF）、尿素与缓释氮肥以3:7掺混（UNS1）、尿素与缓释氮肥以4:6掺混（UNS2）,和4个施氮量:90 kg/hm~2（N1）、120 kg/hm~2（N2）、180 kg/hm~2（N3）、240 kg/hm~2（N4）。冬小麦/夏玉米试验均以不施氮处理（N0）为对照（CK）。研究了施氮量和缓释氮肥与尿素配施对冬小麦/夏玉米生长生理指标,氮素吸收、分配、转运,土壤氮环境和夏玉米农田氨挥发的影响。试验二为灌水量和缓释氮肥与尿素配施对夏玉米的影响试验,探究灌水量（W1:60%ETc、W2:80%ETc、W3:100%ETc）和氮肥类型（尿素:U、缓释氮肥:SRF、尿素与缓释氮肥以3:7掺混:UNS）作用下玉米水氮高效利用机制。主要研究结果如下:（1）探明了缓释氮肥/缓释氮肥与尿素配施可有效促进冬小麦/夏玉米生长,提高产量和经济效益。冬小麦生长和生理指标、产量和净收入表现为SRF＞UNS1＞UNS2＞U,SRF处理的量和净收入较其他处理分别增加了13.9%–59.7%和19.6%–89.8%。夏玉米生长和生理指标、产量和净收入表现为UNS1＞UNS2＞SRF＞U,UNS1处理产量和净收入较其他处理增加了12.0%–41.7%和18.5%–97.8%。冬小麦生长生理指标、产量和净收入随着施氮量的增加先增加后减小,在N3达到最大值,N3的冬小麦产量和净收入较其他施氮量分别增加了5.8%–46.5%和0.1%–90.8%。夏玉米生长生理指标、产量和净收入随着施氮量的增加而增加,在N4达到最大值,N4的夏玉米产量和净收入较其他施氮量分别增加了6.3%–33.2%和1.0%–73.4%。（2）分析了产量与不同处理冬小麦和夏玉米开花/吐丝后氮素吸收和氮转运的关系,明确了增加开花/吐丝后氮素吸收量和氮素转运量可有效提高作物产量和氮素利用效率。冬小麦和夏玉米开花/吐丝后氮素吸收量表现为SRF＞UNS1＞UNS2＞U,而氮转运量表现为U＞UNS2＞UNS1＞SRF,且均与产量线性相关（R~2＞0.63）。SRF冬小麦花后氮素吸收量较其他处理增加了25.3%–140.7%,营养器官氮转量仅减少了2.8%–9.8%;因此SRF冬小麦氮积累量和氮肥生理利用率分别增加了11.2%–48.9%和4.5%–18.8%。UNS1夏玉米吐丝后氮吸收量较U和UNS2分别增加了91.3%和16.7%,而营养器官氮转运量仅减少10.3%和3.7%;另外,UNS1吐丝后氮吸收量较SRF处理减少了10.0%,但营养器官氮转运量增加了31.2%;因此UNS1夏玉米氮积累量和氮肥生理利用率分别增加了7.3%–32.7%和10.6%–27.3%。通过氮营养指数和氮亏缺模型发现SRFN3处理的冬小麦氮营养指数约为1,UNS1N3和UNS1N4处理夏玉米氮营养指数在1附近波动,均不亏缺氮素。（3）阐明了缓释氮肥/缓释氮肥与尿素配施的氮素释放可与冬小麦/夏玉米氮吸收更好的同步,从而减少土壤硝态氮残留。SRF和UNS1的氮释放速率与冬小麦和夏玉米的氮吸收速率相同步（R~2＞0.92）。冬小麦/夏玉米成熟期0-40 cm土层硝态氮含量表现为SRF＞UNS1＞UNS2＞U;40 cm以下深层土壤硝态氮含量表现为U＞UNS2＞UNS1＞SRF。冬小麦0-120 cm土层硝态氮残留量表现为U＞UNS2＞UNS1＞SRF,SRF处理较U、UNS1和UNS2分别减少了16.9%、3.9%和11.0%。夏玉米生长季0-200 cm土层硝态氮残留量表现为U＞SRF＞UNS2＞UNS1,UNS1处理较U、UNS2和SRF分别减少了17.4%、6.4%和10.9%。（4）明确了缓释氮肥/缓释氮肥与尿素配施对夏玉米农田氨挥发的影响,确定了土壤环境指标与氨挥发通量的关系。基肥后氨挥发通量表现为UNS2＞UNS1＞U＞SRF,SRF较U和UNS处理显著减少了基肥后7 d内的氨挥发通量。追肥后,U处理氨挥发通量出现峰值为8.3 kg/hm~2·d（2019年）和8.6 kg/hm~2·d（2020年）;其他氮肥处理的氨挥发通量表现为SRF＞UNS1＞UNS2。氨挥发累积量表现为U＞SRF＞UNS2＞UNS1,UNS1、UNS2和SRF的累积氨挥发量较U处理（32.5 kg/hm~2）分别减少了38.8%、31.4%和17.2%。另外,N1、N2和N3较N4的氨挥发累积量分别减少了50.9%、41.0%和29.2%。农田氨挥发通量与0-20 cm铵态氮含量、p H值、电导率正相关,与0-20 cm土层有机质含量负相关。（5）综合评价了施氮量和缓释氮肥-尿素配施对大田冬小麦/夏玉米的影响效应。冬小麦生长季SRFN3处理综合排名第一,因此缓释氮肥的施氮量为220 kg/hm~2可做为关中平原冬小麦的最优氮肥管理策略。夏玉米生长季,推荐UNS1N3处理,即尿素与缓释氮肥以3:7的比例掺混,施氮量为180 kg/hm~2作为关中平原夏玉米最适宜的施肥策略,保证夏玉米高产增效的同时节肥减排。（6）明确了缓释氮肥与尿素配施可有效缓解水分亏缺对作物生长的胁迫,提高水氮利用效率。UNS处理吐丝后氮吸收量较U增加了19.1%,产量提高了18.3%。UNS处理营养器官氮素转运量较SRF提高了15.0%,产量提高了2.3%。UNS处理的水氮利用效率增加了2.4%–10.9%和1.0%–4.6%,土壤硝态氮残留量减少了4.7%–8.7%。W3SRF处理获得最大干物质、氮积累量和产量,但与W3UNS处理没有显著性差异。水分亏缺时UNS的产量较U和SRF处理分别提高了20%和5%。因此,可推荐UNS用于水资源稀缺、降雨少的地区,以稳定玉米产量;SRF用于水资源和降雨充沛的地区以增加玉米产量。