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2015-2017年，本试验在山东省泰安市岱岳区大汶口镇(36°11′N，117°06′E，海拔178m)和作物生物学国家重点实验室进行。以玉米杂交种郑单958和小麦品种泰农18为试验材料，设有4个处理，分别为:仿照当地农户种植管理方式(T1);在T1的基础上，增加种植密度，适时晚收夏玉米，减少施氮量，提高磷钾肥比例，改一次施氮为分次施氮(T2);进一步增加种植密度和施肥量，探索作物高产潜力(T3);在T3的基础上，增加冬小麦种植密度，减少夏玉米种植密度，降低施肥量和施肥次数(T4)。研究综合农艺管理对冬小麦-夏玉米周年产量、氮效率和土壤理化特性的影响。
与T1相比，T2、T3和T4周年产量分别提高了22％、52％和37％;冬小麦产量分别提高了27％、53％和36％;夏玉米产量分别提高了15％、44％和28％。分析产量构成因素可知，优化施氮量和分配比例，并晚收夏玉米、晚播冬小麦，T2处理的穗粒数和千粒重显著高于T1。由于种植密度增加，T3和T4处理的公顷穗数显著增加。由因子分析可知，在保持较高穗粒数和千粒重的基础上，增加种植密度是实现高产的重要途径。
农艺措施优化组合显著改善夏玉米干物质积累量、叶面积指数、SPAD值、气体交换和荧光参数。收获期，T2、T3和T4处理的夏玉米干物质积累量分别比T1处理高7％、42％和25％。与T1处理相比，T4处理花后干物质积累量及所占比例提高。T2、T3和T4叶面积指数分别比T1高7％、46％和29％;功能叶片SPAD值分别比T1处理高12％、30％和23％。乳熟期，与T1、T2和T3处理相比，T4处理净光合速率提高了29％、13％和17％。与T2、T3和T4处理相比，乳熟期T4处理最大光量子效率提高了12％、9％和4％;实际光量子效率分别提高了19％、15％和5％。
T4处理的周年氮素表观回收率分别比T1、T2和T3处理高169％、16％和44％;T4处理的周年氮肥偏生产力比其他处理高62-77％;T4处理的周年氮肥农学利用率比其他处理高13-148％。与T1处理相比，T2、T3和T4处理的冬小麦季残留氮肥回收率分别提高了46％、121％和345％;T2、T3和T4处理的冬小麦季总氮肥回收率分别提高了27％、52％和105％;夏玉米季总氮肥回收率分别提高了95.3％、81.5％和111％。
综合农艺管理显著影响0-30cm土层容重，30-90cm土层各处理间无显著差异。拔节期，T1处理土壤容重最大，为1.30g cm-3，其他处理间无显著差异。抽雄期，T3处理土壤容重增加25％，T2和T4处理土壤容重最低。全生育期内T4处理土壤容重保持较低水平且上升较慢。综合农艺管理显著影响0-60cm土层水稳性团粒重量分布。随土层加深，水稳性团粒重量分数降低且60-90cm土层各处理间无显著差异。T1处理0-30cm土层水稳性团粒重量分数大于60％，显著高于其他处理;T3处理最小，仅为50％。拔节、抽雄和成熟期，T4处理土壤脲酶活性分别比T1处理高64％、53％和66％;分别比T2处理高39％、35％和38％。T3和T4处理间脲酶活性无显著差异。0-60cm土层，T2和T4处理蔗糖酶活性显著高于其它处理。从2009至2017年，连续9年的综合农艺管理处理间0-30cm土层养分含量差异显著。2017年，T4处理土壤有机质含量显著高于其他处理。T3处理土壤全氮含量为1.3g kg-1，显著高于其他处理。T3处理土壤硝态氮含量为29mg kg-1，显著高于其他处理。
优化栽培措施和肥料运筹，促进夏玉米生长发育，改善光合特性。与传统栽培模式相比，T4叶面积指数、SPAD值、净光合速率和光量子效率显著提高，进而增加干物质积累量。同时，T4处理改善了土壤理化特性，其土壤容重显著降低，水稳性团粒重量分数、有机质和养分含量及土壤酶活性显著高于其他处理。因此，T4减氮21％，增产31-36％，肥料氮素损失降低39-54％,实现产量和效率协同提高。
与T1相比，T2、T3和T4周年产量分别提高了22％、52％和37％;冬小麦产量分别提高了27％、53％和36％;夏玉米产量分别提高了15％、44％和28％。分析产量构成因素可知，优化施氮量和分配比例，并晚收夏玉米、晚播冬小麦，T2处理的穗粒数和千粒重显著高于T1。由于种植密度增加，T3和T4处理的公顷穗数显著增加。由因子分析可知，在保持较高穗粒数和千粒重的基础上，增加种植密度是实现高产的重要途径。
农艺措施优化组合显著改善夏玉米干物质积累量、叶面积指数、SPAD值、气体交换和荧光参数。收获期，T2、T3和T4处理的夏玉米干物质积累量分别比T1处理高7％、42％和25％。与T1处理相比，T4处理花后干物质积累量及所占比例提高。T2、T3和T4叶面积指数分别比T1高7％、46％和29％;功能叶片SPAD值分别比T1处理高12％、30％和23％。乳熟期，与T1、T2和T3处理相比，T4处理净光合速率提高了29％、13％和17％。与T2、T3和T4处理相比，乳熟期T4处理最大光量子效率提高了12％、9％和4％;实际光量子效率分别提高了19％、15％和5％。
T4处理的周年氮素表观回收率分别比T1、T2和T3处理高169％、16％和44％;T4处理的周年氮肥偏生产力比其他处理高62-77％;T4处理的周年氮肥农学利用率比其他处理高13-148％。与T1处理相比，T2、T3和T4处理的冬小麦季残留氮肥回收率分别提高了46％、121％和345％;T2、T3和T4处理的冬小麦季总氮肥回收率分别提高了27％、52％和105％;夏玉米季总氮肥回收率分别提高了95.3％、81.5％和111％。
综合农艺管理显著影响0-30cm土层容重，30-90cm土层各处理间无显著差异。拔节期，T1处理土壤容重最大，为1.30g cm-3，其他处理间无显著差异。抽雄期，T3处理土壤容重增加25％，T2和T4处理土壤容重最低。全生育期内T4处理土壤容重保持较低水平且上升较慢。综合农艺管理显著影响0-60cm土层水稳性团粒重量分布。随土层加深，水稳性团粒重量分数降低且60-90cm土层各处理间无显著差异。T1处理0-30cm土层水稳性团粒重量分数大于60％，显著高于其他处理;T3处理最小，仅为50％。拔节、抽雄和成熟期，T4处理土壤脲酶活性分别比T1处理高64％、53％和66％;分别比T2处理高39％、35％和38％。T3和T4处理间脲酶活性无显著差异。0-60cm土层，T2和T4处理蔗糖酶活性显著高于其它处理。从2009至2017年，连续9年的综合农艺管理处理间0-30cm土层养分含量差异显著。2017年，T4处理土壤有机质含量显著高于其他处理。T3处理土壤全氮含量为1.3g kg-1，显著高于其他处理。T3处理土壤硝态氮含量为29mg kg-1，显著高于其他处理。
优化栽培措施和肥料运筹，促进夏玉米生长发育，改善光合特性。与传统栽培模式相比，T4叶面积指数、SPAD值、净光合速率和光量子效率显著提高，进而增加干物质积累量。同时，T4处理改善了土壤理化特性，其土壤容重显著降低，水稳性团粒重量分数、有机质和养分含量及土壤酶活性显著高于其他处理。因此，T4减氮21％，增产31-36％，肥料氮素损失降低39-54％,实现产量和效率协同提高。