氮肥減施對黃褐土區(qū)小麥—玉米輪作體系產(chǎn)量和氮素吸收利用的影響

李凌云，和愛玲，楊煥煥，劉高遠(yuǎn)，郭中義，杜 君

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所/河南省農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實驗室，河南 鄭州 450002；2.駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

化肥的投入量是影響糧食作物產(chǎn)量和籽粒品質(zhì)的一個重要因素[1-3]。20 世紀(jì)80 年代以來，由于化肥的普遍施用我國糧食作物產(chǎn)量增長了近85%，但化肥施用量卻增長了4.5 倍，化肥施用量的增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過糧食作物產(chǎn)量的增速[4]。與此同時，過量施用化肥還會帶來土壤退化和環(huán)境污染問題[5]。近年來，農(nóng)田中氮肥的損失達(dá)到40%～50%[6-9]。其中，肥料殘留造成的農(nóng)業(yè)面源污染問題已經(jīng)威脅到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[10-12]。合理的氮肥施用是提高作物產(chǎn)量和氮素利用率、降低環(huán)境污染風(fēng)險的有效途徑[13-15]。目前，關(guān)于氮肥減施對小麥、玉米、水稻等作物產(chǎn)量及氮肥利用率的影響研究較多[16-33]。聶勝委等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在立式旋耕條件下，小麥氮肥減施10%或20%能夠?qū)崿F(xiàn)減肥增產(chǎn)且對籽粒品質(zhì)影響不大。李春喜等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在秸稈全量還田配施菌渣（60 m3/hm2）條件下，氮肥減施10%可顯著增加小麥的產(chǎn)量和氮素利用效率，并獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。在玉米氮肥減施增效研究中，氮肥減施常與有機(jī)肥[21]、增密[22-24]、秸稈還田[25-26]等不同的栽培耕作措施相結(jié)合，以達(dá)到氮肥減施增效的目的，與上述措施結(jié)合下氮肥減施量介于20%～40%。劉佳敏等[20]對小麥—玉米輪作體系的研究發(fā)現(xiàn)，在小麥種植密度降低40%、玉米種植密度增加42.9%基礎(chǔ)上，氮肥推薦量均為180 kg/hm2，可實現(xiàn)氮肥減量并達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。柳瑞等[29]研究發(fā)現(xiàn)，水稻生產(chǎn)中采用生物質(zhì)炭與化肥配施，在氮肥施用量減少20%～40%情況下，可提高水稻產(chǎn)量，并增強(qiáng)土壤固氮能力。綜上，前人關(guān)于氮肥減施增效的研究多集中于一種作物上，關(guān)于不同作物輪作系統(tǒng)周年減施氮肥的研究較少。小麥—玉米輪作是河南省糧食作物的主要種植方式，黃褐土是河南省主要的地帶性土壤類型。為此，在豫中南黃褐土區(qū)采用2 a 田間試驗研究周年氮肥減施對小麥—玉米輪作體系產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響，探討黃褐土區(qū)該輪作體系下的氮肥減施潛力，旨在為糧食作物高效綠色生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗于2018 年10 月至2020 年10 月在駐馬店市驛城區(qū)順河辦事處李莊村（33°01′16″N、114°07′27″E）進(jìn)行，土壤類型為黃褐土。土壤基本理化性狀：有機(jī)質(zhì)含量22.5 g/kg、全氮含量1.31 g/kg、水解氮含量126 mg/kg、有效磷含量50.1 mg/kg、速效鉀含量114 mg/kg、交換性鈣含量8.2 cmol/kg、交換性鎂含量1.25 cmol/kg、有效硫含量11.9 mg/kg、有效鉬含量0.08 mg/kg、有效鋅含量0.95 mg/kg、有效錳含量24.5 mg/kg，pH值5.03。

供試小麥品種為鄭麥7698，玉米品種為鄭單958。供試肥料：控失尿素（含N 43.6%）由河南心連心化肥有限公司生產(chǎn)，普通尿素（含N 46.0%）、重過磷酸鈣（含P2O544%）、氯化鉀（含K2O 60%）均在當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場購買。

1.2 試驗設(shè)計

共設(shè)置7 個處理：不施氮肥（CK）、常規(guī)施肥（FP）、優(yōu)化施肥（CF）、常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減氮10%（90%FP）、常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減氮20%（80%FP）、常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減氮30%（70%FP）、控失尿素和普通尿素7∶3 配施（CRU）。其中，常規(guī)施肥處理所用氮肥為普通尿素，小麥季一次性底施N 225 kg/hm2，玉米季苗期一次性施N 225 kg/hm2；優(yōu)化施肥處理所用氮肥為普通尿素，小麥季施N 180 kg/hm2，基追（返青至拔節(jié)期）比為6∶4，玉米季施N 180 kg/hm2，按照苗期∶大喇叭口期4∶6 施用；控失尿素和普通尿素7∶3 配施處理小麥季一次性底施N 180 kg/hm2，玉米季苗期一次性施N 180 kg/hm2（表1）。所有處理P2O5、K2O 施用量均分別為小麥季一次性底施90、60 kg/hm2，玉米季苗期一次性施60、90 kg/hm2。各處理重復(fù)3 次，隨機(jī)排列。小麥季小區(qū)長10.0 m、寬3.0 m，行距0.2 m；玉米季小區(qū)長10.0 m、寬3.0 m，株距0.25 m。小麥播種量為180.0 kg/hm2，玉米種植密度為67 500株/hm2。各項田間管理措施由專人在同一個工作日內(nèi)完成。

表1 小麥—玉米輪作體系各處理氮肥施用方式和施用量Tab.1 Application methods and amount of nitrogen fertilizer of different treatments in the wheat-maize rotation system

1.3 測定項目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期，對于小麥，每個小區(qū)取1 m雙行，調(diào)查小麥有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量；對于玉米，每個小區(qū)取10 穗，晾曬至安全含水量（14%）后測量穗數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量。各小區(qū)實打?qū)嵤?，計產(chǎn)。

1.3.2 氮素累積量 考種后的籽粒和秸稈樣品，放入烘箱在65 ℃下烘干，粉碎后用濃硫酸-過氧化氫消煮，按自動定氮儀法（NY/T 2419—2013）測定秸稈和籽粒中的全氮含量，計算植株氮素累積量。

1.3.3 氮肥利用效率 計算氮肥回收率（即肥料表觀利用率）、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力。

氮肥回收率=（施氮區(qū)作物收獲時地上部氮素累積量-不施氮區(qū)作物收獲時地上部氮素累積量）/氮肥施用量；

氮肥農(nóng)學(xué)效率=（施氮區(qū)作物產(chǎn)量-不施氮區(qū)作物產(chǎn)量）/氮肥施用量；

氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)作物產(chǎn)量/氮肥施用量。

1.3.4 土壤養(yǎng)分含量 成熟期，采用梅花法采集0～20 cm 耕層土壤樣品，風(fēng)干、研磨、過篩后測定有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮含量。其中，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定，全氮含量采用凱氏定氮法（LY/T 1228—1999）測定，水解氮含量采用堿解擴(kuò)散法（LY/T 1229—1999）測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 22.0 進(jìn)行方差分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗，采用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥減施對黃褐土區(qū)小麥—玉米輪作體系產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.1.1 小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 由表2 可知，整體上看，第2 季小麥產(chǎn)量較第1 季降低，主要是由于2020 年當(dāng)?shù)馗珊堤鞖獬掷m(xù)時間較長，整體水分不平衡引起的。CF 處理小麥和玉米均分次施肥，2 個小麥季小麥產(chǎn)量均以CF 處理最高，分別為8 630.0 kg/hm2和6 458.0 kg/hm2。CRU 處理小麥產(chǎn)量次之，與CF 處理無顯著差異。與FP 處理相比，3 個減氮處理（90%FP、80%FP、70%FP）2 個小麥季小麥產(chǎn)量均表現(xiàn)為90%FP ＜80%FP＜70%FP，其中，90%FP 處理小麥產(chǎn)量與80%FP 處理差異不顯著，兩者與FP處理之間均無顯著差異，但70%FP 處理小麥產(chǎn)量降低。說明在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減氮10% 和20%（90%FP、80%FP 處理）并不會顯著降低小麥產(chǎn)量，但減氮30%（70%FP 處理）呈減產(chǎn)趨勢，與FP 處理相比，2 個小麥季產(chǎn)量分別降低18.1%和14.9%，平均減產(chǎn)16.5%。

表2 氮肥減施對黃褐土區(qū)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.2 Effects of reduction of nitrogen fertilizer rate on wheat yield and its components in yellow-cinnamon soil area

小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素中，2 個小麥季，所有施氮處理穗粒數(shù)均顯著高于CK，以CF 處理最高，CRU 處理次之，兩者差異不顯著；3 個減氮處理（90%FP、80%FP、70%FP）的穗粒數(shù)隨著氮肥減施量增加呈現(xiàn)降低趨勢，其中70%FP 處理的穗粒數(shù)較FP 處理呈一定程度降低。2 個小麥季，各施氮處理中CF、90%FP 和CRU 處理的有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量均顯著高于CK，而各施氮處理之間的有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量均無顯著差異。

2.1.2 玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 由表3 可知，CF 處理小麥和玉米均分次施肥，2 個玉米季玉米產(chǎn)量均以CF 處理最高，分別為7 835.0 kg/hm2和8 555.0 kg/hm2。CRU 處理玉米產(chǎn)量次之，但與CF 處理無顯著差異。3 個減氮處理（90%FP、80%FP、70%FP）在2 個玉米季玉米產(chǎn)量均表現(xiàn)為90%FP＜80%FP＜70%FP。其中，第1 個玉米季3 個減氮處理中僅70%FP 處理玉米產(chǎn)量顯著低于FP 處理，但80%FP和70%FP 處理均顯著低于CF 處理；第2 個玉米季3個減氮處理玉米產(chǎn)量與FP 處理均無顯著差異，但80%FP 和70%FP 處理均顯著低于CF 處理。說明在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減氮10%和20%（90%FP、80%FP處理）并不會顯著降低玉米產(chǎn)量；但減氮30%（70%FP 處理）呈現(xiàn)減產(chǎn)趨勢，與FP 處理相比，2 個玉米季產(chǎn)量分別降低16.2%和17.7%，平均減產(chǎn)17.0%。

表3 氮肥減施對黃褐土區(qū)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.3 Effects of reduction of nitrogen fertilizer rate on maize yield and its components in yellow-cinnamon soil area

玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素中，2 個玉米季，所有施氮處理穗粒數(shù)均顯著高于CK，3 個減氮處理（90%FP、80%FP、70%FP）的穗粒數(shù)均隨著氮肥減施量增加呈降低趨勢。與FP 處理相比，第1個玉米季80%FP和70%FP 處理穗粒數(shù)顯著降低；2 個玉米季CRU 處理穗粒數(shù)增加，但差異不顯著。第1 個玉米季，除70%FP 處理外，其他施氮處理玉米百粒質(zhì)量均顯著高于CK；與FP 處理相比，70%FP 和80%FP 處理百粒質(zhì)量顯著降低。第2 個玉米季，F(xiàn)P、CF、90%FP 和CRU 處理玉米百粒質(zhì)量均顯著高于CK，而80%FP和70%FP處理百粒質(zhì)量與CK 及其他處理均無顯著差異。

2.2 氮肥減施對黃褐土區(qū)小麥—玉米輪作體系氮素吸收利用的影響

2.2.1 氮素累積量 由圖1—圖2 可知，與CK 相比，除70%FP 處理外，2 個小麥季，其他施氮處理成熟期小麥籽粒、秸稈和總的氮素累積量均顯著提高。第1 個小麥季，除70%FP 處理外，小麥籽粒、秸稈和總的氮素累積量在其他施氮處理之間均無顯著差異；第2個小麥季，除了70%FP 處理及秸稈FP、CF 處理外，小麥籽粒、秸稈和總的氮素累積量在其他施氮處理之間均無顯著差異。對于玉米，與CK相比，除70%FP 處理，2 個玉米季，其他施氮處理籽粒、秸稈和總的氮素累積量總體上顯著提高。3 個減氮處理（90%FP、80%FP 和70%FP）小麥和玉米籽粒、秸稈和總的氮素累積量均隨著氮肥減施量增加呈逐漸降低的趨勢。與FP 處理相比，第1 個小麥季，70%FP 處理小麥籽粒、秸稈氮素累積量分別降低14.35%、35.19%，總的氮素累積量降低18.94%；第2個小麥季，小麥籽粒、秸稈氮素累積量分別降低15.84%、21.43%，總的氮素累積量降低16.73%。與FP 處理相比，第1 個玉米季，玉米籽粒、秸稈氮素累積量分別降低16.62%、21.16%，總的氮素累積量降低17.42%；第2 個玉米季，玉米籽粒、秸稈氮素累積量分別降低15.90%、18.23%，總的氮素累積量降低16.26%。

圖1 2018—2019年度小麥—玉米輪作體系成熟期氮素累積量Fig.1 Nitrogen accumulation at maturity in wheat-maize rotation system in 2018—2019

圖2 2019—2020年度小麥—玉米輪作體系成熟期氮素累積量Fig.2 Nitrogen accumulation at maturity in wheat-maize rotation system in 2019—2020

與FP 處理相比，第1 個小麥季，CF 處理小麥籽粒、秸稈和總的氮素累積量分別提高10.31%、11.64%和5.36%，第2 個小麥季分別提高3.24%、0.30%和2.77%；第1 個玉米季，CF 處理玉米籽粒、秸稈和總的氮素累積量分別提高10.41%、7.94%和10.02%，第2 個玉米季分別提高2.43%、19.70%和5.28%。與FP處理相比，第1個小麥季，CRU處理小麥籽粒、秸稈和總的氮素累積量分別提高5.53%、9.79% 和2.16%，第2 個小麥季分別提高2.70%、20.57%和5.55%；第1 個玉米季，CRU 處理玉米籽粒、秸稈和總的氮素累積量分別提高7.51%、9.52%和7.83%，第2 個玉米季分別提高2.53%、22.17%和5.77%。

2.2.2 氮素利用效率 由表4 可知，與FP 處理相比，2 個小麥季，CF 處理和CRU 處理小麥的氮肥回收率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力均顯著提高。其中，CF 處理小麥的氮肥回收率分別提高42.9%和37.9%，CRU 處理分別提高32.1%和50.8%；CF 處理小麥的氮肥農(nóng)學(xué)效率分別提高35.2%和39.6%，CRU 處理分別提高31.7%和35.6%；CF 處理小麥的氮肥偏生產(chǎn)力分別提高28.9%和30.1%，CRU 處理分別提高27.4%和28.9%。3 個減氮處理（90%FP、80%FP 和70%FP）小麥的氮肥回收率和氮肥農(nóng)學(xué)效率均隨著氮肥減施量增加呈現(xiàn)逐步降低的趨勢，而氮肥偏生產(chǎn)力則呈現(xiàn)逐步升高的趨勢。與FP 處理相比，2 個小麥季，70%FP 處理小麥的氮肥回收率、氮肥農(nóng)學(xué)效率分別降低28.9%和45.5%、23.4%和14.9%。

由表5可知，玉米的氮素利用效率與小麥相近。與FP 處理相比，2 個玉米季，CF 處理和CRU 處理玉米的氮肥回收率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力總體上均顯著提高。其中，CF處理玉米的氮肥回收率分別提高49.4%和40.1%，CRU處理分別提高44.2%和41.7%；CF 處理玉米的氮肥農(nóng)學(xué)效率分別提高36.0% 和36.3%，CRU 處 理 分 別 提 高29.5% 和31.9%；CF 處理玉米的氮肥偏生產(chǎn)力分別提高29.6% 和29.3%，CRU 處 理 分 別 提 高26.9% 和27.7%。3個減氮處理（90%FP、80%FP和70%FP）玉米的氮肥回收率和氮肥農(nóng)學(xué)效率均隨著氮肥減施量增加呈現(xiàn)逐步降低的趨勢，而氮肥偏生產(chǎn)力則呈現(xiàn)逐步升高的趨勢。與FP 處理相比，2 個玉米季，70%FP 處理玉米的氮肥回收率、氮肥農(nóng)學(xué)效率分別降低6.3%和9.5%、12.9%和26.7%。

2.3 氮肥減施對黃褐土區(qū)小麥—玉米輪作體系土壤養(yǎng)分含量的影響

2.3.1 有機(jī)質(zhì)含量 由表6 可知，與CK 相比，2 個輪作周年，所有施氮處理均可提高小麥、玉米成熟期土壤有機(jī)質(zhì)含量。其中，對于小麥，2 個小麥季FP、CF 和CRU 處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于CK；對于玉米，第1 個玉米季FP、CF 和CRU 處理及第2 個玉米季FP、CF、90%FP 和CRU 處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于CK；施氮處理之間均無顯著差異。與FP 處理相比，2 個輪作周年，CF 和CRU 處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均提高。其中，CF處理小麥季土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高2.87%和5.64%，玉米季分別提高8.33%和1.83%；CRU 處理小麥季土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高1.72%和1.02%，玉米季分別提高5.09%和2.28%。3 個減氮處理（90%FP、80%FP 和70%FP）2 個輪作周年小麥季、玉米季土壤有機(jī)質(zhì)含量均隨著氮肥減施量增加呈逐漸減低趨勢。

表6 氮肥減施對黃褐土區(qū)小麥—玉米輪作體系土壤養(yǎng)分含量的影響Tab.6 Effects of reduction of nitrogen fertilizer rate on soil nutrient content in wheat-maize rotation system in yellowcinnamon soil area

2.3.2 全氮含量 由表6 可知，與CK 相比，2 個小麥季，所有施氮處理小麥成熟期土壤全氮含量均有所提高，但土壤全氮含量顯著高于CK 的施氮處理在2 個小麥季中無重現(xiàn)性。與FP 處理相比，2 個小麥季70%FP 處理土壤全氮含量總體上均顯著降低，其他施氮處理之間均無顯著差異。與CK 相比，2個玉米季所有施氮處理均可提高玉米季成熟期土壤全氮含量，其中CRU 處理達(dá)到顯著水平。與FP 處理相比，2個玉米季CRU處理土壤全氮含量均提高，分別提高14.77% 和13.48%。 3 個減氮處理（90%FP、80%FP 和70%FP）2 個小麥季土壤全氮含量均隨著氮肥減施量增加呈逐漸減低趨勢，而在2個玉米季則無明顯變化規(guī)律。

2.3.3 水解氮含量 由表6 可知，與CK 相比，2 個輪作周年，所有施氮處理均可提高小麥、玉米成熟期土壤水解氮含量，其中CF 和CRU 處理達(dá)到顯著水平。與FP 處理相比，CF 和CRU 處理土壤水解氮含量總體上均提高。其中，小麥季CF 處理土壤水解氮含量提高6.4%（第二季），玉米季分別提高2.57%和10.43%；小麥季CRU 處理土壤水解氮含量提高16.93%（第二季），玉米季分別提高7.85%和5.45%。3 個減氮處理（90%FP、80%FP 和70%FP）2個輪作周年小麥季、玉米季土壤水解氮含量均隨著氮肥減施量增加呈逐漸減低趨勢。

3 結(jié)論與討論

氮肥作為作物生長必不可少的肥料，對作物的產(chǎn)量有重要影響[34-36]。近年來，對氮肥的管理逐漸重視起來，適量減施氮肥可達(dá)到增產(chǎn)和提高肥料利用率的目的，但氮肥減施過量則存在減產(chǎn)風(fēng)險[37-38]。大量研究結(jié)果表明，黃淮海麥區(qū)常規(guī)施氮量為240 kg/hm2，將施氮量降低到180 kg/hm2時，小麥籽粒產(chǎn)量下降幅度不明顯[39]，繼續(xù)降低到120 kg/hm2時，產(chǎn)量大幅度下降[40]。李新華等[41]研究發(fā)現(xiàn)，減氮30%（施氮210 kg/hm2）是黃淮海區(qū)域的小麥適宜施氮量。而對玉米而言，在一定種植密度下，穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量是決定產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。李援農(nóng)等[42]研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施氮模式相比，減氮35%（施氮195 kg/hm2）可顯著提高玉米產(chǎn)量。本研究是在華北平原黃褐土區(qū)探索小麥—玉米輪作體系氮肥的減施潛力，常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減氮10% 和20% 處理（90%FP 和80%FP）并不會顯著降低小麥和玉米產(chǎn)量，這與前人研究結(jié)果相似[39]；但減氮30%處理（70%FP）呈減產(chǎn)趨勢。

控釋氮肥可以調(diào)控氮素釋放時間以達(dá)到與作物需求同步，且供肥穩(wěn)定[43]，在玉米上應(yīng)用較多。張建軍等[44]研究發(fā)現(xiàn)，施用控釋氮肥較施用普通尿素能促進(jìn)玉米干物質(zhì)積累，顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量。肖艷華等[45]研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施肥處理相比，控釋氮肥減量施用處理能顯著提高氮素回收率、農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力，控釋氮肥減量30%（193 kg/hm2）可實現(xiàn)玉米產(chǎn)量和氮素利用率同步提高。在華北平原小麥—玉米輪作體系中，每年氮肥投入量為588 kg/hm2，遠(yuǎn)高于其他國家氮肥施用量[46]。段然等[47]研究指出，在化肥高投入量農(nóng)田，適量減施化肥不會影響作物產(chǎn)量。趙亞南等[48]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥用量從180 kg/hm2減為96 kg/hm2時，小麥產(chǎn)量并未減少，而且還提高了肥料利用率。而在本研究中，在氮肥減施20%條件下進(jìn)行分次施肥，即優(yōu)化施肥條件下，以及在減氮20%基礎(chǔ)上控失尿素和普通尿素7∶3摻混一次性施肥，均可連續(xù)2 a 提高小麥和玉米產(chǎn)量及氮素利用效率，部分結(jié)果與前人結(jié)果相似[44-45]。

氮肥的吸收利用效率是反映氮素是否有效利用的關(guān)鍵性指標(biāo)。彭鈺潔等[49]研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)氮肥減施可顯著增加玉米根系分泌物水平，為玉米根系提供一個良好的根際環(huán)境，保證玉米生長所需的氮素和葉綠素含量，并能顯著提高氮肥農(nóng)學(xué)效率和表觀利用率。蔣麗萍等[50]研究發(fā)現(xiàn)，施用控釋氮肥（純氮180 kg/hm2）一次性施入較常規(guī)施肥（純氮280 kg/hm2）顯著提高小麥產(chǎn)量和氮肥利用率。李銀坤等[51]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥減施1/3（常規(guī)施氮量為288 kg/hm2）且與有機(jī)肥等氮配施顯著提高了玉米的水氮利用效率。本研究發(fā)現(xiàn)，與FP 處理相比，優(yōu)化施肥處理（CF 處理）和配施控失尿素處理（CRU 處理）均可連續(xù)2 a 顯著提高小麥—玉米氮肥回收率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力，這與前人研究結(jié)果相似[49-51]；而氮肥減施30%處理氮肥農(nóng)學(xué)效率總體上較其他處理顯著降低，說明過量減氮不僅造成減產(chǎn)，還可能會降低土壤的氮素供應(yīng)能力。與常規(guī)施肥處理相比，減氮30%（70%FP）處理土壤水解氮含量顯著降低，其他各施氮處理對土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮和水解氮含量的影響總體上均不大，說明過量減氮會使土壤中水解氮含量降低導(dǎo)致產(chǎn)量降低，這與張盼盼等[52]的研究結(jié)果一致。

綜上，黃褐土區(qū)小麥—玉米輪作體系中，減氮20%條件下優(yōu)化施肥、控失尿素和普通尿素7∶3 配施均能提高作物產(chǎn)量和氮素利用效率，而減氮30%則存在減產(chǎn)風(fēng)險。綜合考慮，控失尿素和普通尿素7∶3配施并一次性施肥為黃褐土區(qū)小麥—玉米輪作區(qū)的最佳施肥措施。