黑土区是我国重要的商品粮生产基地,由于近百年来的不合理耕作,土壤侵蚀十分严重,加之在不同季节土壤水、热变化的驱动作用下,以及不同农业管理方式的影响下,致使土壤氮（N）的时空分布异常复杂,给农田土壤养分精准管理带来了困难。农田土壤氮（N）的高度异质性易导致N肥施用过量或不足,其结果是:（1）氮（N）肥施用过量加重环境污染;（2）氮（N）肥施用不足降低作物产量和品质。过去关于土壤N异质性的研究多关注秋季大尺度的时空分布特征,而关于作物生长期氮（N）的时空分异规律报道较少,而此阶段土壤氮（N）时空动态变化直接关系到作物生长过程和最终产量。黑土带位于我国东北部高纬度地区,每年“秋-冬”和“冬-春”交替存在较长时间的冻结和融冻现象（冻结和融冻累积时间长达6个月以上）,冻融改变了区域土壤结构、土壤侵蚀、氮（N）素转化和运移,进而改变冻融前后土壤氮（N）空间分布特征。又因为精准施肥多以秋季或春季土壤氮（N）空间分布格局为依据来调整施肥量,忽视了秋季和次年春季土壤养分调查结果之间的差异,增加了精准施肥的不确定性。为此,本研究兼顾作物生长期和冻融前后土壤N时空异质性变化,系统地阐明黑土农田坡面尺度全年土壤N时空分异规律和主要驱动机制,旨在为农田土壤中氮（N）素管理提供理论依据和技术支撑。试验在“东北农业大学向阳试验基地”进行,基地位于东北典型黑土区中部地带。实验以黑土典型坡面为研究对象,通过2年的系统定位观测,研究了作物生长季和冻融前后玉米连作秸秆还田（CC+）、玉米连作秸秆不还田（CC-）、玉米-大豆轮作秸秆还田（CSR+）和玉米大豆轮作秸秆不还田（CSR-）处理条件下,连续坡位（坡顶、坡肩、坡背、坡脚和坡趾）土壤中氮（N）时空动态变化规律。其中作物生长季采用网格采样法采集耕层土壤,测定土壤铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）和总速效氮（AN,NH₄⁺-N+NO₃^--N）;同时测定了相关的土壤理化指标和作物生长性状指标。冻融前采用透气、防降水、防侵蚀的装置遮盖不同坡位,简称“覆膜”;冻融前后采用网格法分层（0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm）采集覆膜土壤和未覆膜土壤,测定全氮（TN）和碱解氮（AHN）。结合经典统计学和地统计学的分析方法,分析了作物生长季和冻融前后不同耕作处理下、不同坡位土壤中氮（N）时空动态变化规律,并结合土壤理化因子、作物生长特征因子等系统地分析土壤N时空分布的主要驱动机制,主要研究结果和结论如下:作物生长季节内土壤氮（N）时空格局变化和主要驱动机制:（1）作物生长季节,苗期土壤铵态氮（NH₄⁺-N）含量处于10.47²2.01 mg kg^-1之间,生长期处于20.34²4.58 mg kg^-1之间,成熟期含量处于23.04²7.26 mg kg^-1之间;作物生长过程中土壤中硝态氮（NO₃^--N）含量在苗期处于6.07¹6.84 mg kg^-1之间,生长期处于4.93²0.94 mg kg^-1之间,成熟期处于10.97²2.85 mg kg^-1之间。（2）作物生长期,轮作处理（CSR）土壤中速效氮（AN）的含量低于连作（CC）处理土壤中的含量（低于3.6%）;秸秆还田导致微生物与作物争肥,故作物成熟期秸秆还田处理下土壤中速效氮（AN）含量低于无秸秆还田处理。（3）受到地形、降雨和土壤侵蚀的影响,作物生长过程中,坡耕地土壤速效氮（AN）的含量在坡顶(18.57⁶3.70 mg kg^-1)和坡底(16.17⁷1.75 mg kg^-1)位置较高,坡背(16.12⁴4.08mg kg^-1)位置含量相对较低。（4）整个作物生长季节内,土壤氮（N）受到结构因子（降水、气温、侵蚀和作物生长过程）和随机因子（施肥、除草等）共同影响,不同处理间土壤中速效氮（AN）的动态变化规律相近,但年际间差异较大,总体呈现上升的趋势。（5）作物生长期,轮作处理（CSR）种植大豆时土壤速效氮（AN）少于种植玉米（少了5.2%）,轮作处理种植玉米时则土壤速效氮（AN）含量高于玉米连作,秸秆还田（CC+和CSR+）降低了土壤速效氮（AN）的含量。（6）苗期不施肥时速效氮（AN）主要受硝态氮（NO₃^--N）的影响;苗期施氮（N）肥时,速效氮（AN）与硝态氮（NO₃^--N）和铵态氮（NH₄⁺-N）变化规律相近,受两者共同影响。不施用氮（N）追肥时,秋季速效氮（AN）的空间分布主要由铵态氮（NH₄⁺-N）含量决定;施用N追肥时,秋季速效氮（AN）的空间分布主要由铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量共同决定。冻融过程中土壤中氮（N）时空格局变化和主要驱动机制:（1）冻融前全氮（TN）含量处于0.65².39 g kg^-1之间,冻融后膜覆盖下全氮（TN）含量处于0.66¹.30 g kg^-1,高于无覆盖处理下全氮（TN）含量(0.57⁰.86 g kg^-1);土壤碱解氮（AHN）冻融前含量处于80.3²39.4 mg kg^-1之间,冻融后处于91.9¹81.5 mg kg^-1之间,膜覆盖下碱解氮（AHN）处于63.8³54.7 mg kg^-1之间。（2）冻融后,所有处理覆膜和不覆膜,不考虑坡位的影响,土壤全氮（TN）含量整体上呈现降低的趋势。随着土壤深度的增加,受水分变化的影响,坡顶和坡底靠近表层土壤碱解氮（AHN）的含量相对较高（8.5-35.21%）。（3）冻融后,所有处理不覆膜,坡背土壤N含量最低(TN:0.42⁰.77 g kg^-1;AHN:44.33¹21.33 mg kg^-1),坡顶(TN:0.68¹.70 g kg^-1;AHN:67.67-191.33 mg kg^-1)和坡底(TN:0.34⁰.97 g kg^-1;AHN:70.00²98.67 mg kg^-1)略高。（4）受秸秆还田方式影响,无覆膜条件下,2015年秋-2016年春土壤碱解氮（AHN）在各土层中均呈显著性下降的变化趋势,2016年秋-2017年春土壤坡中位置碱解氮（AHN）呈现上升的趋势。（5）受侵蚀,以及蒸发和冻融作用下水势变化驱动作用的影响,膜覆盖处理下,土层中全氮（TN）通常比无膜覆盖土层中全氮（TN）的含量高（高了20.7%）。受多因素的作用,膜覆盖处理和无膜覆盖处理在不同年季间碱解氮（AHN）变化不一致,其中2015年-2016年冻融结束相同土层碱解氮（AHN）的含量比无膜覆盖处理碱解氮（AHN）含量高,而2016年-2017年冻融结束覆膜土壤碱解氮（AHN）低于无覆膜土壤碱解氮（AHN）,且均低于冻融前土壤中碱解氮（AHN）含量。