摘要：【目的】研究不同氮素形态对东北春玉米氮素利用和土壤肥效的影响,为氮素养分持续高效利用和培肥土壤提供理论依据。【方法】2013-2015年连续三年在东北典型春玉米种植区开展田间定位试验,在相同磷钾肥施用前提下,试验设4个处理：1）50%玉米秸秆氮（N0）;2）100%速效氮165 kg/hm^2（N1）;3）60%速效氮＋20%有机肥氮＋20%缓释氮,施氮量165 kg/hm^2（N2）;4）N2＋生物炭,生物炭量相当于50%玉米秸秆（N3）。收获期测定耕层土壤基本理化指标、作物产量及氮素利用率、基肥和追肥后土壤N2O排放量。【结果】1）三年玉米平均产量N1、N2和N3处理分别比N0处理显著增加了62.7%、67.7%和80.1%（P〈0.05）;N2和N3处理分别比N1处理增产3.0%和10.7%;N3处理玉米产量可持续性指数（SYI）最高,产量可持续性最好。2）与N1处理相比,2013年和2014年累计化肥氮利用率N2和N3处理分别增加了8.4%和12.7%、10.2%和15.5%,2015年分别显著增加了8.4%和12.7%（P〈0.05）。N2和N3处理累计化肥氮利用率呈现逐年增加的趋势,且N3处理增加幅度大于N2处理,说明N3处理氮肥的后效更加明显。3）施氮处理显著提高了土壤N2O累积排放量（P〈0.05）,N3处理较N1处理显著降低了53.2%;4）N3处理的综合土壤肥力指数（IFI）最高,N3处理在农学、土壤肥力和环境效应评价中最优。【结论】在总氮施用量不变的前提下,以添加适宜比例生物炭、有机肥和缓释氮肥替代部分速效化肥氮,可协同实现东北春玉米持续稳产、氮素养分持续高效利用和土壤肥力的可持续改善。

关键词：生物炭 n2o排放 玉米 氮肥利用效率 

单位：中国农业科学院农业资源与农业区规划研究所/耕地培育技术国家工程实验室; 北京100081; 中国科学院地理科学与资源研究所; 北京100101; 延安大学生命科学学院; 陕西延安716000; 四川农业大学资源环境学院; 成都611130