氮元素是陆地生态系统中最重要的元素之一,也是农作物生长的必要元素之一。土体中氮元素的含量及施肥状况直接影响着冬小麦和夏玉米的生长指标以及产量指标。为了提高土壤中的氮元素水平,促进作物生长,人们在农业生产中广泛使用大量的氮素化肥。但是,化肥的施用量居高不下在粮食增产方面取得成就的同时,也带来了一系列的环境问题。施肥不当不仅会引起农作物产量的减少,还会导致土壤氮素的淋溶损失,最终造成地下水污染使地下水环境受到威胁。如何从保障粮食安全,减少对环境的污染,提高资源利用率的角度来调控氮肥的施用是我国农业可持续发展的必然要求。本论文通过在北京通州区中国科学院地理科学与资源研究所实验基地田间实验,研究不同的施氮量条件下对冬小麦和夏玉米农作物产量的影响、土壤氮素运移及氮素在土壤不同深度的分布,分析了不同施氮量的氮肥施用效果及最佳施肥量。冬小麦和夏玉米实验分别设置6个施氮水平,每个处理设置3个重复,总共18个实验小区。冬小麦和夏玉米的6个施氮水平分别为0 kgN/hm~2、111 kgN/hm~2、222 kgN/hm~2、333 kgN/hm~2、444kgN/hm~2和555 kgN/hm~2。实验结果表明:不同施氮条件下冬小麦和夏玉米在各土层土壤氮素含量各不相同,土壤硝态氮和铵态氮含量随土壤深度的不同而变化。不同的施氮量对土壤剖面上硝态氮以及铵态氮含量具有一定的影响。施氮量的不同对各层土壤硝态氮含量影响显著,施氮量增加导致土壤硝态氮的积累量增加,容易发生土壤硝态氮的淋溶。不同的施氮量对土层铵态氮含量的积累相对于硝态氮含量较小,不同的施氮量对各层土壤铵态氮含量影响不显著。冬小麦和夏玉米生育期内过量的施加氮肥引起硝态氮在土壤中的累积,土壤中硝态氮的含量随灌溉量及降水量向更深土层移动。冬小麦和夏玉米的作物生态指标及产量指标对施氮水平变化显著。实验结果还表明,在保证产量的前提下,减少喷灌作物的施氮量是有效降低土壤硝态氮以及土壤铵态氮在各土层的累积含量和潜在淋洗的重要途径。为了实现高产和肥料高效利用的目的,冬小麦的最佳施氮量为150～250 kgN/hm~2,夏玉米的最佳施氮量为150～200 kgN/hm~2。