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陕西关中地区是我国大蒜传统产区,大蒜与玉米复种是大蒜生产上主要采用的种植模式。在该种植制度下,为了提高产量和经济效益,大蒜生长季过量施氮问题突出,导致农田复种生态系统的持续产量和养分利用效率偏低,确定周年合理施氮量并建立有效的大蒜氮素营养诊断方法是解决这一问题的有效措施。因此,本研究于2015-2018年在关中地区大蒜-玉米复种制度下,选用2个代表性主栽大蒜品种（苍山和改良蒜）,在大蒜季设置6个施氮水平0（N0）、60（N60）、120（N120）、180（N180）、240（N240）、300（N300）kg·hm-2（基追比4:4:2）,玉米季2个施氮水平150（MN150）和200（MN200）kg·hm-2,开展了为期3年的田间试验,探讨施氮量对大蒜生理特性、蒜薹和鳞茎产量、干物质和氮素积累、水分消耗和土壤硝态氮运移的影响,分析大蒜营养生长期地上部最大干物质、叶面积指数和植株氮浓度之间的关系,建立了基于地上部干物质和叶面积指数的大蒜临界氮浓度稀释曲线模型与基于SPAD值的氮素营养诊断方法,并研究了大蒜季施氮对夏玉米的后效作用,以及2季不同施氮量组合的氮素吸收利用效率。获得以下主要结果:1.基于大蒜施氮梯度影响的生长指标、生理响应、蒜薹与鳞茎产量、营养品质分析,确定了大蒜的合理施氮量。在0-240 kg·hm-2施氮量范围内,增加施氮量可以显著增加2品种大蒜的叶面积指数、株高、假茎粗,提高了抗氧化酶、氮代谢酶活性和净光合速率。2个品种大蒜产量随施氮量增加而增大至一个峰值后增产不显著。苍山蒜薹、鳞茎干重比对照最多可提高109.8%和80.9%,改良蒜最多可分别提高108.5%和108.8%。苍山获得最大产量对应的施氮量介于180-240 kg·hm-2之间,改良蒜获得最大产量对应的施氮量为240 kg·hm-2。施氮量大于240 kg·hm-2,大蒜干物质积累和产量均不会显著增加。可溶性糖、可溶性蛋白、Vc、大蒜素含量也随施氮量增加而得到改善,施氮量180 kg·hm-2可以保证大蒜品质指标较高。2.明确了不同施氮量对大蒜耗水量、水分利用效率及土壤硝态氮积累的影响规律。增加施氮量显著提高大蒜产量的同时,增大了植株氮积累量与耗水量,增加硝态氮向深层土壤淋洗的风险。三个生长季中,苍山收获期N300处理氮素积累量比N0处理最多可提高156.7%-177.6%,改良蒜N300处理比N0最多提高202.2%-218.5%;N300处理耗水量均为各施氮处理中的最大值,苍山较N0增加了77.8-80.9mm,改良蒜较N0增加了76.6-79.2mm;以蒜薹和鳞茎分别计算的水分利用效率均为N240处理达到最高值。施氮量超过120 kg·hm-2会导致硝态氮向200 cm以下土层的淋失,且随着施氮量提高,100-200 cm土层积累量增加。在硝态氮淋洗最严重的生长季,苍山鳞茎收获期N60、N120、N180、N240和N300施氮处理100-200 cm土层硝态氮积累量较N0处理分别增加了17.3%、64.5%、89.7%、124.1%和144.6%。3.利用大蒜返青后至蒜薹收获之间的地上部干物质（DM）和叶面积指数（LAI）与临界氮浓度值（Nc）建立了2个品种大蒜的临界氮浓度稀释曲线模型,苍山蒜:Nc=4.86DM-0.48(DM≥1.02 t·hm-2),Nc=4.44LAI-0.51（LAI≥1.04）;改良蒜:Nc=4.52DM-0.40(DM≥0.98 t·hm-2),Nc=3.91LAI-0.40（LAI≥1.19）。基于模型计算大蒜氮素营养指数（NNI）,可作为诊断大蒜氮素营养状况的标准,在此基础上建立各时期NNI与相对产量间的线性关系,结果表明NNI对相对产量具有良好的预测效果。将不同叶位SPAD值归一化处理,建立NDSPADij(Normalized differrential SPADij)与NNI之间的线性关系,结果显示NDSPAD24与NNI之间相关性最佳,苍山蒜:NNI=-6.74NDSPAD24+1.21;改良蒜:NNI=-7.45NDSPAD24+1.28。4.证明大蒜季施氮对后茬复种玉米具有明显的后效作用,在保证大蒜获得高产的施氮量条件下,后茬玉米季减量施氮可获得较高产量。玉米成熟期0-200 cm土层硝态氮积累量随大蒜季施氮量的增加而增大,改良蒜的积累量小于苍山。苍山施氮240kg·hm-2+后茬玉米施氮150 kg·hm-2和改良蒜施氮240 kg·hm-2+后茬玉米施氮200kg·hm-2的组合蒜玉二季作物组合的吸氮量和产量达到最大值;同时苍山、改良蒜2品种大蒜和后茬玉米复种系统的氮盈余量在两个生长季分别仅为117.0、95.3 kg·hm-2和100.0、69.8 kg·hm-2。综上所述,苍山施氮180-240 kg·hm-2,改良蒜施氮240 kg·hm-2,是综合考虑大蒜产量、品质以及水、氮利用效率,减少硝态氮淋洗的合理施氮量。大蒜季施氮240kg·hm-2+后茬夏玉米施氮150 kg·hm-2和200 kg·hm-2达到了复种系统的产量和生态效益平衡。研究构建的大蒜氮素营养诊断模型可为大蒜生产中的氮素运筹和精准施氮提供指导。