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针对黄淮海地区夏玉米种植长期采用免耕浅施基肥及后期追肥、免耕“一炮轰”施肥方式导致的土壤耕层浅薄,犁底层逐年加厚,植物根系下扎困难,一次性施肥玉米前期供肥过量后期易发生脱肥早衰等问题。本文采取田间试验与室内分析相结合的研究方法,以冬小麦-夏玉米轮作系统中的夏玉米为主要研究对象,设置了免耕浅施NPK肥、免耕浅施PK肥、免耕浅施NK肥、免耕浅施NP肥、深松全层施NPK肥、深松全层施PK肥、深松全层施NK肥、深松全层施NP肥和深松两肥异位分层施NPK肥9个处理。研究了玉米的生长发育性状、养分吸收利用、产量、经济效益,土壤的物理性状及养分时空动态分布等,取得的主要研究结论如下:（1）NPK配施较缺肥处理提高了玉米株高、穗位高、穗位叶叶绿素SPAD值、穗长、穗粒数、百粒重和产量。相同NPK肥不同播种施肥方式间的玉米干物质积累量、产量及后茬小麦产量均表现为深松两肥异位分层施肥>深松全层施肥>免耕浅施肥,深松两肥异位分层施肥的成熟期玉米干物质积累量较后两者分别增加10.75%、16.49%,产量分别提高9.55%、22.41%,下茬小麦产量分别提升2.68%、7.47%。（2）随着植株茎叶中各养分向籽粒转移,植株全氮、全磷和全钾积累量在成熟期均表现为深松两肥异位分层施NPK肥>深松全层施NPK肥>免耕浅施NPK肥,深松两肥异位分层施NPK肥的全氮、全磷、全钾积累量较深松全层施NPK肥分别提升10.35%、11.87%和7.94%,较免耕浅施NPK肥分别提高23.02%、20.87%和26.57%,说明深松处理能够提高植株养分积累量,并且NPK肥深施效果更显著。（3）两种深松处理均能够有效提升玉米养分表观利用率、生产效率、农学效率和玉米纯收益,并且深松两肥异位分层施NPK肥的效果最佳,其氮、磷、钾肥的利用率分别达到56.7%、47.6%、59.7%。深松全层和深松两肥异位分层施NPK肥较免耕浅施NPK肥的纯收益平均提升1880 yuan/hm2和3843 yuan/hm2,深松两肥异位分层施肥较明显地提高玉米的经济效益。（4）相同NPK肥区,与免耕浅施肥比,深松全层施肥和深松两肥异位分层施肥的土壤容重平均降低5.52%,紧实度压强值下降20.27%,0-100 cm土层含水量平均抬升6.63%,土壤水分入渗速率增加55.1%,而深松全层施肥和深松两肥异位分层施肥间差异均不显著,说明深松处理能够有效改善土壤物理性质,促进根系生长发育。深松两肥异位分层施肥在玉米拔节期20-40 cm的土壤NO3--N、NH4+-N、有效P和速效K含量平均较免耕浅施肥分别提高13.87、3.97、10.64和35.55 mg/kg,较深松全层施肥分别增加2.02、0.69、5.70和22.68 mg/kg,有利于玉米后期养分的需求。综上,深松处理能够有效改善长期免耕导致的土壤犁底层加厚、肥料利用率低的问题,降低土壤容重和紧实度,提高土壤保水性能,促进玉米根系生长发育。深松两肥异位分层施肥更有效补充土壤下层养分,提高肥料利用率,增加玉米及后茬小麦产量、经济效益,是值得示范推广的新型耕作施肥技术。