全膜双垄沟播技术使玉米成为了陇中旱农区主要作物之一,但该技术下玉米的高产出导致土壤养分耗竭,影响玉米生产的可持续性。本研究依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4个施氮水平(N0:不施肥;N1:100kg·hm^-2、N2:200kg·hm^-2、N3:300kg·hm^-2)和2个施氮时期（T1:1/3基肥+1/3拔节期+1/3开花期、T2:1/3基肥+2/3拔节期）对玉米光合特性、叶绿素含量、叶面积指数、干物质积累和分配量及产量的影响。结果表明:1)随着施氮量的增加玉米光合性能也在增强,而N3和T2N2间差异不显著,T2时期提高玉米光合特性;2)全生育期内,N3处理下叶绿素含量较N2、N1、N0分别平均增加50.9%、17.0%、2.7%;叶面积指数也随施氮量的增加而增加,但N2和N3间无显著差异;T2下的叶绿素含量和叶面积指数在生育后期显著高于T1;3)干物质积累量和籽粒分配量表现为:N3>N2>N1>N0,T2下的干物质积累和籽粒分配量高于T1;4)籽粒产量和生物产量均随施氮量的增加而增加,N2和N3下的籽粒产量和生物产量显著高于N0,其中N3较N0增加79.2%和68.4%,N2较N0增加65.9%和54.1%,T2下的籽粒产量和生物产量分别较T1显著增加9.9%和13.5%,而T2N2与N3间无显著差异,因此,在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植玉米,施纯氮200kg·hm^-2左右,按照1/3基肥+2/3拔节期配施,可以增强光合作用,从而提高玉米籽粒产量和饲料产量,促进玉米生产可持续发展。