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马铃薯是我国主要粮食作物,由于受测试条件限制,氮肥推荐与施用较为盲目,直接影响到土壤氮素供应、养分吸收和产量形成,也影响到温室气体排放。为此,本文采用本项目组研发的基于产量反应和农学效率的马铃薯推荐施肥方法以及相应的养分专家系统（Nutrient Expert,简称NE）,在黑龙江、吉林、山西、甘肃和内蒙古开展了马铃薯氮素养分梯度试验,以明确氮素养分对马铃薯产量、养分吸收、氮素利用率以及土壤氮素平衡的影响,并选取吉林黑土开展不同氮素梯度下马铃薯温室气体排放研究,评价马铃薯养分专家系统氮素养分管理的农学和环境效应。论文取得的主要结论如下:（1）随着施氮量的增加,北方各试验点马铃薯块茎产量随之增加,当施氮量达到NE推荐施肥量时各试验点产量均达到最大值,继续增施氮肥,产量不再增加甚至有所降低,各施氮处理产量均显著（P<0.05）高于不施氮处理。（2）随着施氮量的增加,各试验点马铃薯块茎、秸秆及全株氮素吸收量随之增加,当施氮量达到NE推荐施肥量时,氮素吸收量达到最大值,继续增施氮肥,氮素吸收量不再增加甚至有所降低,各施氮处理均显著（P<0.05）高于不施氮处理。氮素偏生产力、氮素农学效率及氮素回收率均随着施氮量的增加而降低,各处理之间差异均达到显著（P<0.05）水平。（3）随着施氮量的增加,土壤中硝态氮的含量显著（P<0.05）增加。马铃薯对氮素的吸收随施氮量的增加而增加,当施氮量达到NE推荐施氮量时,各生育期马铃薯氮素吸收量达到最大值,继续增加施氮量不会促进马铃薯对氮素的吸收。土壤氮素残留随着施氮量的增加而增加,山西及甘肃试验点增施氮肥处理（NE+50%N、NE+40%N处理）显著高于其他处理（P<0.05）。（4）随着施氮量的增加,各温室气体排放通量总体呈增加趋势,但不影响其排放规律。N2O和CO2以排放为主,而CH4则以吸收为主,在降雨、施肥后各温室气体出现明显的排放或吸收高峰,且大都随季节变化,呈现明显的生长前期及后期排放通量较低,中期排放较高的规律。各处理N2O、CH4和CO2的排放总量均显著高于NE-N处理（P<0.05）,N2O及CO2的排放总量随着施氮量的增加而升高,而CH4的排放总量则随着施氮量的增加而降低,增温潜势随施氮量的增加而显著（P<0.05）上升,各施氮处理温室气体排放强度均显著（P<0.05）高于NE-N处理,其中NE处理的排放强度低于其他施氮处理。综合比较可以得出,NE处理施氮量是本研究中最优施氮量。综上所述,马铃薯NE系统可以针对不同地区进行推荐施肥,能够保持或提高马铃薯产量,提高氮肥利用率、减少土壤氮素残留,降低温室气体排放。