本试验于2018至2020年在山东农业大学试验田和农业部作物水分生理与抗旱种质改良重点实验室进行。在小麦-大豆轮作模式和小麦-玉米轮作模式下各设置10个施氮水平:0-0 kg/hm²（CK₀）、60-60 kg/hm²（S₁W₁）、60-120 kg/hm²（S₁W₂）、60-180 kg/hm²（S₁W₃）、60-240 kg/hm²（S₁W₄）、60-300 kg/hm²（S₁W₅）、120-60 kg/hm²（S₂W₁）、180-60 kg/hm²（S₃W₁）、240-60 kg/hm²（S₄W₁）、300-60 kg/hm²（S₅W₁）。通过比较地上部作物生长发育情况和地下部养分利用情况,探讨大豆和玉米两种作物的养分利用效率及对小麦生长发育及养分利用的影响,同时评价养分利用情况及经济效益。试验如下:1.施氮量对麦-豆、麦-玉轮作模式生长发育及产量的影响随着大豆施氮量的增加,大豆单株荚数、每荚粒数和产量均呈现先增后降趋势,施氮量240 kg/hm²时达到最大,比CK₀分别增加17.1%、26.5%和61.7%;百粒重随着施氮量的增加呈现递增趋势。玉米穗粒数、千粒重和产量也随着施氮量增加呈先增后降的趋势,在240 kg/hm²时达到最高,与CK₀相比分别增加17.9%、6.4%和25.4%。后茬小麦产量随前茬夏季作物施氮量的提高而提高,且与小麦-玉米轮作相比,与大豆轮作的后茬小麦植株含氮量、干物质量和叶面积均较高,进而获得较高的产量,且在夏季作物施氮量240 kg/hm²时两模式间的小麦产量差异最大。小麦单位面积穗数、穗粒数、千粒重与产量均随着施氮量的增加呈现先增后降的趋势,亩穗数、穗粒数和产量在240 kg/hm²时达到最大,千粒重在120 kg/hm²时达到最大。与小麦轮作的后茬大豆、玉米,其产量均随前茬小麦施氮量的提高而提高,且与小麦-玉米轮作相比,与小麦轮作的后茬大豆因其植株含氮量、干物质积累量和叶面积较高,所以增幅更大。2.施氮量对麦-豆、麦-玉轮作下土壤理化性质的影响在0-40 cm土层中,相对于玉米完熟期,相同施氮量下大豆完熟期的土壤含氮量、田间持水量和土壤孔隙度分别增加了3.7%、13.4%和4.6%,土壤容重降低了7.8%。与不施氮处理相比,增施氮肥使大豆、玉米收获期0-20 cm土壤含氮量分别平均增加了23.2%和22.7%,随大豆、玉米土壤含氮量的增加后茬小麦对土壤有机质、全磷、全钾的利用增加,而使土壤中土壤有机质、全磷、全钾含量下降,且小麦-大豆轮作中小麦对土壤营养元素的利用更高。与不施氮处理比,增施氮肥使小麦-大豆、小麦-玉米轮作下的小麦收获期0-20 cm土壤含氮量分别平均增加了27.1%和17.3%,并且小麦增施氮肥对后茬大豆土壤含氮量的提升更大。随小麦土壤含氮量的增加后茬大豆、玉米对土壤有机质、全磷、全钾的利用增加,而使土壤中土壤有机质、全磷、全钾含量下降。3.两种种植模式下氮肥利用差异及经济效益同小麦-玉米轮作中的小麦相比,小麦-大豆轮作中小麦的氮肥当季利用率和偏生产力更高。冬小麦增施氮肥使冬小麦氮肥当季利用率呈先增加后降低的趋势,在冬小麦施氮量为240 kg/hm²时最高,并且小麦-大豆轮作中小麦在此施氮量比小麦-玉米轮作中小麦的氮肥当季利用率高25.81%。小麦-大豆轮作模式的氮素表观平衡更高,更有利于土壤的持续利用。在相同施氮水平下,小麦-玉米轮作模式的产量更高,但小麦-大豆轮作模式的收益更高。在固定大豆施氮小麦增施氮肥的处理中,大豆施氮量60 kg/hm²-小麦施氮量240kg/hm²处理的土地当量比和收益最高。综上所述,小麦-大豆轮作模式作物生长和土壤质量是优于小麦-玉米轮作,并且固定大豆施氮量增加小麦施氮量时增产幅度更大。