采用田间微区试验,以15N标记的玉米秸秆为研究对象,研究了免耕覆盖还田下玉米秸秆氮素经过4个生长季后的作物累积利用率、在土壤(0~60 cm)的残留率以及损失情况。试验共设2个处理:TS1为第1年15N标记秸秆覆盖还田,此后秸秆不还田;TS2为第1年15N标记秸秆覆盖还田,此后每年以非标记秸秆还田。结果表明:经过4个生长季后,两个处理间的玉米籽粒、秸秆的累积产量及总氮素吸收量的差异均不显著。在TS1处理中,秸秆氮素在籽粒和秸秆中的累积回收率分别为14.2%和6.7%,并分别高于TS2处理的12.4%和5.8%。与作物的累积回收率相比,更多的秸秆氮素被保持在土壤中。在TS1和TS2处理中,秸秆氮素在土壤中的残留率分别为40.9%和73.8%,而损失率分别为38.6%和8.1%。与TS1处理相比,TS2处理中较高的土壤微生物生物量碳和氮以及较低的矿质态秸秆氮的含量,说明连续秸秆还田在一定程度上提高了最初还田秸秆氮素在土壤中的微生物固持并降低了秸秆氮素的淋失风险,从而显著提高秸秆氮素在土壤-植物系统中的总回收率。因此,在温带农田生态系统中,长期的免耕结合秸秆覆盖还田可促进秸秆氮素的积累,这对提高和保持土壤氮素含量和稳定性具有重要的意义。