针对近年来北方旱作系统作物生产中，因氮肥超量施用造成的氮肥增产效应、氮肥利用率明显下降以及环境污染等问题，本研究选取北方旱作体系中代表性作物春玉米作为研究对象，于北京市西北部延庆县康庄镇玉米田，采用大田试验和(15)~N微区示踪试验相结合的方法，系统研究了在0～360kg／hm~2范围内5个梯度氮肥用量下，氮素在植株体内的吸收、积累、分配和转移规律，以及不同氮肥用量对氮肥利用率、春玉米产量形成的影响。 经过一年的田间试验、室内分析，得出以下主要研究结果： 1．随着春玉米生长发育进程的推进，植株各个器官中氮素浓度呈现由高到低的变化趋势，完熟期时各器官含氮量的大小依次是：籽粒＞叶片＞雄穗＞叶鞘＞苞轴＞茎杆。在春玉米的一生中，叶片、叶鞘、茎杆、雄穗、苞轴等器官中氮素浓度的变化幅度分别为1％-4％、0.6％-2％、0.3％-3.5％、0.7％-2.5％、0.4％-3％。 2．春玉米的各生育阶段中，叶片、叶鞘对氮素的吸收量在整个生育期间都呈现一个小高峰、一个大高峰变化，峰值分别出现在拔节期和抽雄期；茎杆对氮素的吸收量在整个生育时期表现为单峰变化，峰值出现在抽雄期；雄穗和苞轴对氮素的吸收量均呈下降趋势。在完熟期，春玉米各器官吸氮量大小顺序为：籽粒＞雄穗＞叶鞘＞苞轴＞茎杆＞叶片。 3．春玉米植株对氮素的吸收量在喇叭口至抽雄期，散粉至完熟期出现两个高峰，且第二个高峰大于第一个高峰；吸收速度在整个生育期间呈单峰变化，峰值出现在散粉期，最高平均吸收速率可达0.0653-0.1424g／株·d，这些为春玉米高产栽培下“轻施喇叭口肥，重施穗肥”提供了理论依据。 4．春玉米各器官氮素的积累，叶片、叶鞘、茎杆在各生育期对氮素的积累量都呈现单峰曲线变化，并且峰值均出现在散粉期。雄穗和苞轴在各生育期都表现为下降趋势。完熟期时，春玉米各器官氮素积累量的大小顺序为：籽粒＞叶片＞苞轴＞茎杆＞叶鞘＞雄穗。春玉米植株对氮素的积累量在全生育期符合S型曲线增长趋势，且在不同施氮量处理下，表现为：N2＞N3＞NI＞N4＞N0。 5．氮素营养在春玉米各器官中的分配中心随生长中心的转移而变化。散粉期之前，氮素主要分配在叶片和茎杆中，之后则逐渐转向苞轴和籽粒，供籽粒生长发育。到完熟期时，籽粒中氮素分配量接近全株氮素总量的2／3，成为容纳氮素最多的器官。且不同施氮量处理下各器官中的氮素分配率均表现为：N2＞N3＞N4＞N1＞N0。 6．春玉米各器官氮素转移，以叶片转移时期早、转移速率快、转移率较高、转移量占籽粒总氮量的百分数最大，从中反映了叶片光合产物“源”对籽粒建成的重要性。 7．在北方旱作系统中，传统施氮条件下，当季作物对肥料氮的利用率约为22.55％-33.4％，损失率为34.38％-54.42％，0-110cm土壤残留率为23.08％-32.22％。可知，在供水较大的情况下肥料氮素有向地下淋溶，并造成污染的可能。