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冬小麦-夏玉米轮作是华北平原重要的种植模式，研究冬小麦-夏玉米轮作体系的优化氮肥施用技术，对于增加小麦玉米的产量，提高氮肥利用率和减轻过量施用氮肥引起的污染具有重要的理论指导意义。本研究通过对小麦和玉米设定不同试验处理进行研究，得出以下结论：
1、随施氮量的增加，冬小麦的氮素表观利用率、生理利用率和农学利用率持续下降；而夏玉米的氮素表观利用率和农学利用率持续下降，生理利用率则呈现“低-高-低”的抛物线趋势，在优化施氮水平处达到最大值。小麦玉米收获后0～90cm硝态氮含量与施氮量呈线形相关。
2、冬小麦优化氮肥施用量和施用时期为：在低肥力、目标产量为5870kg/hm2(烘干重)时，施氮总量控制在254kg/hm2以内，本研究优化氮肥施用总量为189kg/hm2。各生育期的土壤供氮总量(土壤Nmin+化学氮)为：播前84kg/hm2N，起身追肥170kg/hm2N。高肥力条件下氮肥施用总量控制在184kg/hm2，本研究优化氮肥施用总量为116kg/hm2，各生育期的土壤供氮总量为：播前84kg/hm2N，起身追肥200kg/hm2N。
夏玉米优化氮肥施用量和施用时期为：在低肥力、目标产量为7500kg/hm2(烘干重)时，施氮总量控制在300kg/hm2以内，本研究优化氮肥施用总量为200kg/hm2，各关键生育时期的土壤氮素供应总量：播前(0～30cm土层)20kg/hm2N，三叶期(0～60cm土层)95kg/hm2N，十叶期(0～90cm土层)190kg/hm2N。在高肥力、目标产量为8400kg/hm2(烘干重)时，施氮总量控制在200kg/hm2以内，本研究优化氮肥施用总量为106kg/hm2N，各关键生育时期的土壤氮素供应总量为：三叶期(0～60cm土层)95kg/hm2N，十叶期(0～90cm土层)220kg/hm2N。