为探究氮肥施用对冬小麦根系、产量、干物质和氮素积累和分配等指标的影响,进而为选择合理的氮肥施用量和施肥方式提供理论依据。本研究在新乡封丘典型小麦种植区进行长期定位控失尿素试验,并结合搜索相关文献,通过分析施氮量对小麦根系生长和产量的影响,在宏观尺度上得出合理施氮范围,为选择合理施氮量提供参考依据。田间试验设置160和240 kg/hm~2（以下分别记作N160和N240）2个施氮处理,以不施氮为对照处理（CK,N0）,并在各施氮量下设置60%基施控失尿素+拔节期追施40%普通氮肥（CLU+U）和一次性基施控失氮肥（CLU）两种施肥方式。其主要研究结果如下:1.经过对4季小麦土壤中硝态氮和铵态氮分析认为,与施用普通尿素比较,施用控失氮肥可显著减少深层土壤硝态氮和铵态氮的含量,并且硝态氮含量主要集中在40-60 cm土层。第4个麦季,耕层土壤（0-20 cm）随着施氮量的增加硝态氮含量呈增加趋势,且各施氮处理显著高于不施氮处理。此外,研究还发现,在等量施氮（如,N 240 kg/hm~2）水平下,在开花期,耕层土壤硝态氮含量在一次性基施控失氮肥处理下显著高于追氮处理,且在不同时期表现为开花期>越冬期>成熟期,但各施氮处理土壤铵态氮含量变化不明显。2.通过收集相关文献,对我国不同麦区施氮处理对小麦根长密度和根干重密度的影响进行了宏观尺度的分析,开花期和成熟期的根长密度分别在施氮量220～235 kg/hm~2和220～275kg/hm~2时达到最大值,根干重密度分别在施氮量192～209 kg/hm~2和171～212 kg/hm~2时达到最大值。通过对小麦产量与根长密度和根干重密度之间相关分析可知,根长密度和根干重密度与产量均呈显著正相关关系。通过2019-2020小麦季田间试验验证进一步表明,随着施氮量的增加（160 kg/hm~2到240 kg/hm~2）,小麦根长密度和根干重密度逐渐增加。田间试验结果也证实,根长密度和根干重密度与产量均呈正相关关系,且研究还发现0-60 cm土层基施控失氮肥+追施普通氮肥处理的小麦根长密度和根干重密度显著高于一次性基施控失肥处理。3.氮肥施用田间试验研究表明,随着氮肥量的增加小麦干物质积累量明显增加。小麦开花期,干物质积累和氮素积累与分配主要集中在小麦茎叶中,且在240 kg/hm~2施氮水平下以CLU处理积累分配最高;小麦成熟期,干物质积累和氮素积累与分配则主要集中在籽粒中,同样在240kg/hm~2施氮水平下则以CLU+U处理积累分配最高。4.从4季平均小麦产量结果可知,施氮N240处理显著高于N160（P<0.05）,且增产范围为8.9%～12.5%;在同等施氮条件下,CLU+U处理较高于CLU处理,但差异不明显;N160水平下,CLU+U处理穗数和穗粒数均显著高于CLU处理;N240水平下,产量构成因素综合协调结果致使CLU+U处理与CLU处理籽粒产量无显著差异。同时,本研究通过查询并整理中国主要麦区施氮与小麦产量相关文献资料结果表明,通过对施氮量和产量进行一元二次方程拟合得出,在施氮量247 kg/hm~2时实现了小麦最大产量。在施氮量160kg/hm~2时进行并追施氮肥处理,可使氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥利用率达到最高,在施氮量240kg/hm~2追施氮肥处理下氮肥贡献率最高。5.增加氮肥施用量和追施氮肥对小麦部分籽粒品质具有明显改善效果。相比不施氮,施用氮肥可增加籽粒容重2.5%～4.7%、蛋白质含量15.5%～26.8%、湿面筋含量28.9%～88.7%以及沉降值16.6%～43.5%。与施氮160 kg/hm~2相比,240 kg/hm~2处理分别提高小麦籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值2.2%、9.8%、46.4%和23.1%。施氮240 kg/hm~2水平下,追氮处理较一次性基施处理分别增加湿面筋含量、蛋白质含量和沉降值为10.9%、23.7%和13.2%,但在提高小麦籽粒容重方面两处理无显著差异。综上所述,施氮171～247kg/hm~2可作为中国小麦主要种植区域的氮肥合理施用范围,而在施氮量240 kg/hm~2水平下,按6:4氮肥基追比分期施用控失氮肥与普通氮肥处理可作为当前研究区域相对较适宜的氮肥运筹方式,以期达到小麦绿色高效,高产稳产的目的。