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如何在时间尺度和作物根系生长的空间尺度上满足作物生长过程中的养分需求规律至关重要。从氮肥供应的角度，根区施氮模式可在一定程度上缩减产量差（Yield gaps）并降低活性氮向环境的排放。为了提高东北春玉米种植区的玉米产量、氮肥利用率，降低活性氮排放，并解决一次性施肥的难题，本文以东北春玉米为研究对象，采用田间小区试验，分别对不同施氮水平，不同施氮方式以及不同缓释肥配施模式下的氨挥发损失、作物产量、氮肥利用率及根肥互作效应进行了研究和综合评价。取得了如下主要研究进展: (1)东北春玉米基肥期NH3挥发主要发生在施肥后的15～20d以内，NH3挥发峰值一般出现在施肥后第8～12d，后期追肥NH3挥发主要发生在施肥后的10～12d以内，NH3挥发峰值出现在施肥后第4～6d。2015年NH3挥发排放通量范围为1.33～3.90kg N hm-2，排放因子为0.82％～1.86％;2016年NH3挥发排放通量有所增加，为2.15～4.82kg N hm-2，排放因子为1.36％～2.29％，与一次性施肥相比，分次施肥增加了氨挥发累积排放通量。 (2)三年的研究结果表明，不施氮肥产量急剧下降，与常规相比三年平均减产幅度达100.4％;普通尿素一次性施肥N210(SBC)和N165(SBO)处理产量比等氮量分次施肥处理N210（常规处理CT）和N165(CSO)，平均减产0.34和0.51t hm-2;与CT相比，配施不同缓释期缓释肥一次性沟施在玉米增产效果方面有所不同，N165配施缓释期30d(SBH30)有减产趋势，而配施缓释期60d(SBH60)和90d(SBH90)则有所增产，但未达显著水平(P＜0.05)。减施氮肥20％可显著提高氮肥利用率，平均提高13.8％。CT较SBC处理籽粒吸氮量高出4.24％，而与CSO相比，SBO平均降低7.32％，说明分次施肥有助于提高籽粒的吸氮量，而一次性施用普通尿素结果相反。配施缓释肥处理SBH30、SBH60和SBH90籽粒吸氮量平均比普通尿素处理SBO高出8.61％，6.32％和14.16％,缓释氮肥的配施有利于提高籽粒吸氮量，且SBH90效果最稳定。 (3)从2016年生育期的土壤氮素运移情况来看，普通尿素一次性沟施，高施氮量下遇到前期雨水较多的年份，NO3--N的淋洗风险更高。分次沟施处理表层土0～40cm硝酸盐残留量高于一次沟施。氮表观损失情况来看，高施氮量CT和SBC处理，氮表观损失均高于N165处理，不同缓释肥配施在不同程度上减少了N表观损失，其中缓释期30d和60d处理没有显著差异，平均比SBO低27.96％，而缓释期90d平均比SBO低43.36％，减少施氮量以及配施缓释肥配施处理有助于降低氮盈余，并减少NO3--N的淋洗风险。对投入-产出经济效益分析显示，以CT为对照，不施氮收入减少67.82％,而减氮20％配施缓释肥配施处理中，SBH60和SBH90处理，平均较CT高出10.34％。因此在当前沟施模式下，减氮配施90d缓释肥可兼顾经济效益和环境效益。 (4)根区施氮模式，对氨挥发起到了很好的减排作用，根区施氮处理氨挥发损失量均与空白无显著差异。相同氮量和氮肥品种下，根区施氮处理的产量平均值普遍高于沟施处理，其中根区施氮N165配施缓释肥处理(RZH60)三年之中产量均为最高，平均为11.6t hm-2，比当地常规CT处理高出9.2％;普通尿素N165一次性根区施氮(RZO)较一次沟施SBO高出8.6％，较三次沟施CSO高出3.4％;普通尿素N210根区施氮(RZC)比一次沟施(SBC)高出4.2％，与三次沟施CT处理无显著差异。缓释肥配施条件下进行根区施氮年产量均稳定且最高，理论上为缩小产量差(Yield gaps)提供了新的思路。根区施氮可显著增加净收益，其中RZH60效果最为突出，较CT增收21.8％。氮表观损失量(Nloss)表现为一次沟施(SB)＞分次沟施(CS)＞一次根施(RZ)，根区施氮模式可显著降低氮表观损失。 (5)根区施氮模式有利于作物的高产，氮肥的高效利用，减少了氮素损失。根区施氮对氮素的迁移转化以及对作物的根系形态均有影响，RZO和RZH60处理，肥域NO3--N氮扩散范围一般在14cm左右，而NH4+-N的扩散范围一般小于半径10cm。从苗期(VE)到玉米大喇叭口期(V12)，肥域氮素以NH4+-N为主，V12时期之后，速效氮逐渐由NO3--N主导。缓释肥配施根区施氮条件下，有利于减少N素向深层土体的迁移。与根区施氮相比，沟施SBO处理显著增加了拔节期(V6)8～18cm土层的根系增殖，平均高出99.42％。到了V12时期，根区施氮处理在肥域范围内的根长密度和表面积密度显著增加，根施处理RZO和RZH60的根长密度分别比SBO处理高出29.28％和53.06％，根表面积密度均高出21.16％。抽丝期(Silking)根施处理RZO和RZH60在深层土体8～50cm根长密度高显著高于SBO处理根系，有利于玉米生殖生长期对深层土壤养分和水分的吸收利用，为高产提供了有利条件。15N尿素标记试验验证了，根区施氮RZO处理的N回收率最高，且提高了对当季氮肥的利用，减少了对土壤氮素的消耗。 综上所述，就目前的机械化水平而言，在东北春玉米种植区，通过减施20％氮肥并结合缓释肥配施可实现一次性施肥，达到环境效益和经济效益的共赢。在根区施氮条件下，一次性施肥可以满足作物整个生育期的养分需求，同时减少对土壤养分的损耗，缩减产量差，将成为一种较为理想的施肥模式。