为了探究长期秸秆还田模式有机替代化学氮肥的潜力和验证监控施肥方法在麦玉轮作体系中的应用效果,利用关中地区布置的两个田间试验,一是在周至县连续10年的秸秆还田定位试验,主处理为玉米秸秆还田（S+N）与不还田（N）,裂区为5个施氮水平（N0、N84、N168、N252、N336 kg N/hm~2）;分析玉米秸秆还田可替代下茬冬小麦的氮肥数量,以及秸秆还田配不同施氮量对冬小麦的产量、养分吸收量和土壤肥力的影响。二是在陕西武功县（WG）、凤翔县（FX）、扶风县（FF）进行农户施肥调查,根据调研结果评价监控施肥的可行性,并在3个县进行田间对比试验研究秸秆还田模式下监控施肥（MF）较农户施肥（CF）小麦产量、养分吸收量,以及经济效益和环境效益。取得的主要结论如下:（1）秸秆还田使冬小麦平均增产2.1%,年际间变化幅度为-0.8%～4.2%,不同施氮处理变化幅度为-3.7%～4.4%。仅不施氮（N0）下秸秆还田使得冬小麦减产,N252处理下秸秆还田冬小麦增产幅度最大。秸秆还田处理配施N84、N168、N252、N336相比N0分别增产9.5%、17.3%、18.2%、15.9%。秸秆还田相比不还田处理,冬小麦公顷穗数、穗粒数、千粒重分别增加6.1%、-0.9%、0.5%。秸秆还田对产量及构成要素均无显著效果,施氮量对产量和千粒重达到极显著效果,对公顷穗数和穗粒数达到显著效果,秸秆还田与施氮量的交互作用对产量及构成要素也未达显著效果。产量三要素中公顷穗数与产量的相关性最高。（2）秸秆还田与冬小麦籽粒蛋白质含量无明显相关性。秸秆还田模式下不同施氮处理变化幅度为7.6%～18.9%,其中N168、N252、N336处理相比N0处理籽粒蛋白质含量达到显著水平。秸秆还田相比不还田处理,增加冬小麦吸氮量、吸磷量、吸钾量分别为21.1%、18.1%、10.2%。随着施氮量的增加,秸秆还田处理的冬小麦吸氮量和吸钾量呈增加趋势,不同施氮处理的变化幅度分别为17.1%～35.4%、5.0%～30.1%。（3）秸秆还田增加0-200 cm土壤剖面硝态氮残留量,可达87.6 kg/hm~2。秸秆还田增加土壤速效磷较少,秸秆还田平均增加0-20 cm土层速效磷2.7 mg/kg。秸秆还田显著增加了土壤速效钾的含量,平均增加了0-20 cm土层速效钾23.2 mg/kg。秸秆还田处理土壤有机质增加了5.6%,有机质变化受施氮量影响较小,且与当年秸秆还田量无相关性。（4）从长期定位试验肥料效应曲线推算,秸秆还田配施N168可替代氮肥约64.5kg N/hm~2,长期玉米秸秆还田平均替代小麦季氮肥量为49.4～85.6 kg N/hm~2。（5）关中平原麦田合理施用氮肥、磷肥、钾肥的农户分别占26.2%、29.0%、11.2%,合理施用化肥的农户占比不到三分之一。在陕西省三个县的田间试验表明:武功县（WG）监控施肥（MF）较农户施肥（CF）化肥总量减少17.6%,冬小麦增产3.8%,WG-MF较WG-CF提高了净收益866元/hm~2,提高产投比0.2,温室气体排放量降低290 kg CO2eq Mg-1。凤翔县（FX）MF较CF化肥总量减少22.0%,冬小麦增产5.0%,FX-MF较FX-CF提高了净收益1296元/hm~2,提高产投比0.3,温室气体排放量降低416 kg CO2eq Mg-1。扶风县（FF）MF较CF化肥总量减少37.4%,冬小麦增产6.8%,FX-MF较FX-CF提高了净收益1778元/hm~2,提高产投比0.4,温室气体排放量降低810 kg CO2eq Mg-1。监控施肥较农户施肥环境风险降低。