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氮素是作物生长发育重要的营养元素之一,氮肥的科学合理施用对促进作物增产、保障我国粮食安全意义重大。我国氮素化肥生产量和施用量均居世界首位,但粮食作物的氮肥利用率仅为35%左右,这低于世界发达国家水平,氮素的过量施用对土壤、水体、大气环境带来污染问题,同时影响农田产出效益。为此环绕提高氮效益进行研究。试验于2013-2015年在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室试验场进行,池栽栽培,2013年秋播前茬为水稻,2014年秋播前茬分别为水稻和玉米。设置池栽15N标记尿素微区试验,研究长江中下游稻茬小麦肥料进入土壤-作物体系后的转化和去向并分析比较与旱茬(玉米茬)小麦之间的异同,探讨不同前茬作物类型对小麦15N标记氮素的吸收、利用及分配特性及其相关的光合、氮代谢关键酶活性的生理调节机制,探索提高稻茬小麦氮素利用效率的途径,从而为长江中下游地区稻茬小麦节氮增效栽培提供理论和实践依据。主要结果如下：1、稻茬和玉米茬小麦在一定施氮量范围内籽粒产量随施氮增加而提高,每公顷施氮量增至240 kg时籽粒产量最高,之后继续增加施氮量,籽粒产量增加不显著甚至呈下降趋势。施氮量相同时,前茬对有效穗数、每穗粒数、千粒重及籽粒产量均有显著影响,玉米茬小麦有效穗数、每穗粒数及籽粒产量均高于稻茬小麦；实现相同单位面积产量,水稻茬小麦施氮量高于玉米茬小麦。2、稻茬和玉米茬小麦随施氮量的增加,茎蘖成穗率、分蘖成穗率和LAI均显著提高；玉米茬小麦各生育期小麦群体分蘖发生率、成穗率和LAI均略高于稻茬小麦；施氮量相同,玉米茬小麦各生育期群体干物质积累和花后干物质积累量均高于稻茬小麦。3、两种前茬条件下,高氮处理(N240、N300)的小麦百公斤籽粒吸氮量高于N0处理,而低氮处理(N180)百公斤籽粒吸氮量低于NO处理。稻茬与玉米茬相比,同样施氮量下,施用lkg氮肥,稻茬小麦增产能力下降。三种施氮量条件下,玉米茬小麦比稻茬小麦偏生产力增长量(同施氮量相比)分别高0.23、0.47、0.48kg·kg-1。4、随施氮量的增加,稻茬和玉米茬小麦剑叶花后0-28天NR、GS和GOGAT活性均显著提高,小麦籽粒GS、GOGAT、GOT和GPT活性也显著提高。相同施氮量处理下,玉米茬小麦花后0-28天剑叶NR、GS和GOGAT活性均高于稻茬小麦同时期的对应酶活性,花后14～28天NR、GS和GOGAT活性下降速率普遍低于稻茬小麦；玉米茬小麦花后0-28天籽粒GS、GOGAT、GOT和GPT活性均高于稻茬小麦,籽粒GS、GOGAT、GOT和GPT活性在花后14～28天下降幅度均低于稻茬小麦。表明玉米茬小麦相较于稻茬小麦花后能维持较高的叶片氮素同化能力和氮素运转性能。5、15N示踪结果显示,稻茬和玉米茬小麦植株吸收的氮,来自土壤氮约占55%～65%,来自肥料氮约占35%-45%；玉米茬N180、N240处理小麦植株吸收的肥料氮比稻茬小麦分别高1.96%、0.64%,吸收肥料氮的贡献率比稻茬小麦分别高0.97%、1.74%1 N240处理玉米茬小麦植株吸收的基肥氮和追肥氮的贡献率比稻茬小麦分别高5.29%、0.69%。来自肥料氮中,基肥氮的吸收比例低于追肥氮的吸收比例。从土壤和肥料中吸收的氮素,在不同器官中都有体现,成熟期各器官绝对量表现为籽粒>茎鞘>叶片>颖壳+穗轴。随施氮量增加,植株吸收的土壤氮量减少,吸收的肥料氮量和氮肥在土壤中的残留量显著增加,表明增加施氮量提高了肥料氮在植株总氮中的比例,但小麦对肥料氮的吸收率显著降低。小麦植株不同器官氮素转移效率及贡献率表现为：叶片>颖壳+穗轴>茎鞘。不同来源氮素的贡献率不同,表现为肥料氮籽粒的贡献率小于土壤氮；肥料氮中,追肥氮的转移效率和对籽粒的贡献率均高于基施氮。6、15N示踪结果显示,稻茬和玉米茬小麦氮肥利用率、损失率、残留率分别为38%-40%、33%-35%、26%～27%,即单位面积上氮的去向分配比例表现为作物吸收>损失>土壤残留。N180处理玉米茬小麦氮肥利用率、残留率比稻茬小麦分别高2.8%、0.68%,损失率比稻茬小麦低3.47%；N240处理玉米茬小麦氮肥利用率、残留率比稻茬小麦分别高1.86%、1.7%,损失率比稻茬小麦低3.56%；随施氮量的增加,小麦对肥料氮的吸收量(包括基施氮肥和追施氮肥)、肥料氮在土壤中的残留量和肥料氮的损失量均显著增加；基施氮肥的损失量显著大于追施氮肥,小麦吸收和土壤残留的基施氮肥显著小于追施氮肥。