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华北平原的主要种植方式是冬小麦-夏玉米轮作体系,在此轮作体系中,存在十分普遍的过量施肥现象,如果投入氮肥量超过了作物最高产量的需氮量,不仅会降低作物产量,还会显著增加氮肥损失,从而导致肥料利用率降低。大量施入农田的氮肥未被作物利用,一部分会通过淋失、地表径流携带等方式造成氮肥损失,还有一部分上季作物未被吸收的氮肥残留在后茬作物中可以充分吸收。稳定性同位素15N示踪技术来研究作物与土壤中的氮素,作为一种成熟的检测手段,这一技术不仅可以区分作物生长发育过程中氮素的来源,还可以追踪氮素在作物体内的吸收利用情况。由于氨基酸具有分子小、容易被植物直接吸收的特性,故作为肥料施入土壤后,可为植物提供所需的有机氮源。在一定程度上,化肥与氨基酸肥料合理配施,不但能够提高作物产量,还能有效提升作物的品质,改善土壤理化性质及提高土壤肥力。本研究针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作中氮肥施用量过高、肥料利用率降低等问题,以轮作体系为研究对象,进行盆栽试验。通过减少化肥氮的施用量,按照减少比例配施氨基酸,利用15N示踪技术,在保证与常规施肥相比不减产的情况下,提高作物产量以及氮肥利用率,确定冬小麦-夏玉米轮作体系中常规肥料的最大减氮量以及氨基酸肥料的最大替代量,通过多元线性回归分析筛选出氨基酸肥料与化肥配施的最佳比例。本次试验设置7个处理,分别为:（I）不施肥处理（CK）;（II）仅施用磷肥、钾肥（PK）;（III）尿素(N100PK+AA0);（IV）尿素减量10%+5%氨基酸肥料(N90PK+AA5);（V）尿素减量20%+10%氨基酸肥料(N80PK+AA10);（VI）尿素减量30%+15%氨基酸肥料(N70PK+AA15);（VII）尿素减量40%+20%氨基酸肥料(N60PK+AA20)。研究表明:玉米季,减氮量10%、配施氨基酸5%处理产量最高,为14412kg/hm2,与常规施肥处理比较,氮素累积量提高7.16%,氮肥农学效率提高27.19%,氮肥偏生产力提高19.15%;尿素氮肥利用率提高3.36%,总氮肥利用率提高9.66%;15N肥料利用率提高3.36%,粗蛋白含量和粗淀粉含量都有所增加。通过对比优化后的通径系数可知,玉米季对产量正影响最大的是碱解氮含量（P<0.01）,负影响最大的是速效钾含量（P<0.01）。在保证玉米正常施肥处理且产量不下降的基础上,减氮量12.6%配施氨基酸肥料6.3%,为氨基酸肥料替代化肥减氮增效的最大潜力上限。在玉米正常施肥处理氮肥偏生产力不下降的基础上,减氮量为20.78%氨基酸肥料为10.39%,为氨基酸肥料替代化肥氮肥偏生产力的最大潜力上限。小麦季,减氮量10%、配施氨基酸5%处理产量最高,为4082 kg/hm2,与常规施肥处理相比增产3.42%;氨基酸氮肥利用率为29.03%,与常规施肥处理比较,氮素累积量提高1.03%、、氮肥农学效率提高14.92%、氮肥偏生产力提高7.01%;尿素氮肥利用率提高3.29%、总氮肥利用率和提高8.53%;15N肥料利用率提高31.03%,粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉含量均有所上升。比较优化后的通径系数可知,小麦季对产量正影响最大的是碱解氮含量（P<0.05）,负影响最大的是速效钾含量（P<0.05）。在保证小麦正常施肥产量不下降的前提下,减氮量21.6%配施氨基酸肥料10.8%,为氨基酸肥料替代化肥减氮增效的最大潜力上限;在保证小麦正常施肥氮肥偏生产力不下降的前提下,减氮量为50.18%氨基酸肥料为25.09%,为氮肥偏生产力的最大潜力上限。