氮肥的施用在提高玉米产量和满足全球人口增长需求方面发挥了重要作用。针对密植高产夏玉米种肥同播条件下,如何调整氮肥施用方式,实现作物产量与肥料利用效率协同提高十分重要。本试验于2017-2018年在泰安市岱岳区马庄镇（35°58′N,116°58′E）、山东农业大学温室（36°11’N,117°06’E）和作物生物学国家重点实验室进行。选用登海605为试验材料,大田和土柱试验相结合,设置225 kg hm-2（N1）、191.25 kg hm-2（N2）、157.5 kg hm-2（N3）和0 kg hm-2（N0）4个施氮量,以及结合施氮设置距离地表5、10、15和20 cm 4个施用深度（D5、D10、D15和D20）。研究不同施氮量和施氮深度对夏玉米根系构型与功能的调控效应,从根系与土壤水氮时空分布耦合、根土互作方面阐明高产夏玉米水氮高效利用的生理生态机制,以期为种肥同播条件下夏玉米高产高效施肥措施的制定提供理论依据。主要研究结果如下:1.氮肥减量深施对夏玉米根系构型与功能的影响减少氮肥用量降低了根系干重、根长密度、根表面积等形态指标和根系活跃吸收面积。氮肥适度深施促进了深层根系分布与吸收能力。与常规施氮方式(225 kg N hm-2在5 cm深度施用)相比,减少15%施氮量结合15 cm深度施用有利于促进深层根系生长,提高深层土壤中的根系吸收面积、活跃吸收面积,增大根系氮素吸收效率;同时减少15%施氮量结合15 cm深度施用可增大根系通气组织面积和皮层细胞大小,减少皮层细胞层数,降低根系碳代谢成本和氮代谢成本,从而降低根系建成和生长过程中对碳、氮的需求与占用,有利于将更多的碳、氮分配到地上部以供生长发育和产量形成。2.氮肥减量深施对夏玉米叶片光合性能和衰老特性的影响随施氮量的降低,单株叶面积、叶片光合势、叶绿素含量、叶片保护酶活性和可溶性蛋白含量均显著降低,叶片MDA含量显著升高。随施氮深度的增加,夏玉米单株叶面积、叶片光合势、叶绿素含量均呈先增加后降低的变化趋势;与D5处理相比,D15处理显著提高叶片保护酶活性和可溶性蛋白含量,降低叶片MDA含量。氮肥减量时适度深施有利于减缓氮肥减量对夏玉米光合特性的不利影响。与常规施氮方式相比,减少15%施氮量结合15 cm深度施用完熟期绿叶面积、叶片光合势和叶绿素含量分别提高3.6%、3.8%和20.6%,而乳熟期的叶片SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白含量分别提高9.3%、19.7%、6.3%和13.8%,叶片MDA含量降低12.9%。这有利于保证生育后期较强的光合产物供应能力,同时提高叶片抗氧化能力,延缓叶片的衰老。3.氮肥减量深施对夏玉米干物质积累和产量形成的影响随施氮量的降低,夏玉米生物量和籽粒产量均逐渐降低。随施氮深度的增加,夏玉米生物量和籽粒产量呈先增加后降低的变化趋势,于D15处理达最大值。氮肥减量时适度深施有利于缩减因施氮量降低生物量和籽粒产量的降幅,甚至能获得一定程度的增产。与常规施氮方式相比,减少15%施氮量结合15 cm深度施用显著增大吐丝后干物质积累速率和积累量,促进更多的干物质向籽粒中分配,增大收获指数,进而籽粒产量提高3.8%。4.氮肥减量深施对土壤水分、氮素吸收与利用的影响适度深施氮肥不仅促使夏玉米根系下扎,还增加了下层区域土壤氮素含量,缩小了深层土壤氮素的耗竭区域,有利于增强根系与土壤水分和氮素空间分布的协调性,实现根土耦合,从而促进根系对深层水分和氮素的吸收。与常规施氮方式相比,减少15%施氮量结合15 cm深度施用具有良好的根系构型与功能,促进根系对深层水分和氮素的吸收,其氮素回收率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和水分利用效率分别增加66.7%、38.5%、22.1%和4.8%。