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氮肥的合理施用是调节土壤-作物系统氮素循环与平衡的重要措施,对提高作物的养分利用以及改善环境质量都有着不可或缺的重要作用。关中灌区作为陕西省粮食的重要产区,现今氮肥的不合理施用已成为限制该区农业可持续发展的重要因素。不同优化施肥处理通过充分发挥各种肥料在作物生产中的不同优势,被广泛应用于各粮食产区。为探索适合关中灌区冬小麦生产的施肥措施,减少氮肥过量施用对环境造成的负面影响,促进陕西粮食生产的可持续发展,本试验于2017-2018年在陕西省斗口试验站以冬小麦小偃22为研究对象进行试验,设置5个处理:常规施肥CK(N:270kg·hm-2);单施尿素N1(N:210 kg·hm-2);尿素+缓释肥N2A(N:210 kg·hm-2);尿素+菌肥N2B(N:210 kg·hm-2,菌肥3600 kg·hm-2);尿素+生物炭N2C(N:210 kg·hm-2,生物炭22.5 t·hm-2),分析了优化施肥对关中灌区土壤肥力,以及冬小麦群体结构、产量、品质与养分利用的影响,为关中灌区农业生产合理施肥处理的应用和推广提供理论依据以及实践支撑。主要试验结果如下:1、在不同施肥处理下,N2C处理在0-60 cm各土层的土壤有机质含量以及40-60cm土层的土壤全氮含量均为最高,且在冬小麦成熟期80-100 cm土层中,N2C处理的土壤硝态氮、铵态氮含量均为最低,较CK分别降低了67.18%、27.12%;N2A处理增加了成熟期0-20 cm土层土壤全氮含量。与N1处理相比,N2A、N2B、N2C三个处理均提高了开花期0-60 cm各土层土壤硝态氮含量,其中N2A处理提高了0-60 cm各土层土壤全氮含量,N2B、N2C处理提高了0-60 cm各土层土壤有机质含量以及20-60 cm各土层土壤全氮的含量,说明尿素与缓释肥配施能够提高土壤全氮的含量,尿素分别与菌肥、生物炭配施能够提高土壤有机质含量。2、在不同施肥处理下,N2B、N2C处理的产量均显著高于CK、N1、N2A处理,这两个处理显著提高了冬小麦穗数以及穗粒数,其中N2C处理产量最高,较CK、N1、N2A、N2B处理产量增幅为8.31%-30.69%,对促进作物产量的提高效果最好。与N1处理相比,N2A、N2B、N2C三个处理均提高冬小麦生育中后期的叶面积指数以及干物质积累量,增加籽粒产量,其中N2A、N2B、N2C三个处理籽粒产量较N1处理分别提高了8.81%、17.04%、22.03%。3、不同施肥处理下,N1、N2B、N2C三个处理可以提高籽粒的磨粉品质,N2A处理可以提高冬小麦籽粒的营养品质和加工品质。4、不同施肥处理下,N2C处理的地上部氮积累量、地上部磷积累量、氮肥利用效率、磷肥利用效率均为最高,对于冬小麦的养分利用表现最优;N2A、N2B两个处理的地上部养分积累量以及养分偏生产力均高于CK、N1处理。与N1处理相比,N2A、N2B、N2C三个处理均能提高冬小麦的养分积累量以及养分利用效率。综上所述,减氮处理下,尿素分别与缓释肥、菌肥、生物炭配施均能够增加土壤肥力,提高作物地上部养分积累以及养分利用效率,对作物生长发育、产量以及品质的提高有积极作用,其中尿素+生物炭处理能够提高土壤有机质以及土壤全氮含量,降低成熟期氮素损失,增加冬小麦养分利用以及籽粒产量,是关中灌区农业生产中较为适宜的施肥处理。