黄土高原是我国旱地冬小麦典型种植区。长期大量氮磷肥投入,会导致土壤硝态氮累积、有效磷盈余,肥料增产效应下降,以及一系列不良环境效应。研究长期氮磷肥投入对土壤养分含量影响,明确施肥量与土壤养分、小麦产量和籽粒氮磷钾养分含量的关系,对基于土壤养分推荐氮磷肥用量,实现旱地小麦高产优质和高效施肥具有重要意义。本研究通过2004年到2017年在陕西杨凌开展的长期定位试验,于2014-2017年采样分析了长期不同氮磷用量与土壤氮磷钾含量、小麦产量、生物量、收获指数、产量构成、籽粒氮磷钾含量及养分吸收利用之间的关系。获得的主要研究结果有:1.长期施氮小麦平均增产67.1%,生物量提高52.0%,收获指数提高9.5%。穗数和穗粒数分别提高32.5%和40.0%,千粒重下降7.1%。施氮量与产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6587 kg hm^-2的施氮量为215 kg N hm^-2。2.籽粒氮含量随施氮量增加而增加,与不施氮相比,平均增加56.2%,磷含量降低24.9%,钾含量无显著变化。氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低,施氮量每增加100 kg N hm^-2,需氮量增加0.5 kg 100kg^-1,需磷量降低0.03kg 100kg^-1,需钾量与施氮量间无显著关系。3.土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关,有效磷随施氮量增加而降低,速效钾无显著变化。小麦获得最高产量的95%、6300 kg hm^-2时,播前和成熟期硝态氮含量分别为6.0 mg kg^-1和8.0 mg kg^-1,有效磷分别为12.0 mg kg^-1和15.0 mg kg^-1,速效钾均为140mg kg^-1,施氮量为150 kg N hm^-2,施磷量为100 kg P₂O₅ hm^-2。4.长期施磷使小麦产量平均提高67.2%,生物量提高58.1%,穗数和穗粒数分别增加64.1%和8.0%,千粒重降低7.1%。施磷量与小麦产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6 465 kg·hm^-2的施磷量为144 kg P₂O₅ hm^-2。5.籽粒氮含量随施磷量增加而降低,与不施磷相比,降低6.6%;磷和钾含量随施磷量增加而提高,分别提高37.1%和8.4%。磷吸收利用效率随施磷量增加而降低,施磷量每提高100 kg P₂O₅ hm^-2,需磷量增加0.7g 100kg^-1,磷收获指数降低2.6%,生理效率降低90.2 kg kg^-1,农学效率降低18.3 kg kg^-1。6.土壤有效磷含量与施磷量呈显著正相关,随施磷量增加硝态氮降低,速效钾无显著变化。小麦获得最高产量的95%、6141 kg hm^-2时,播前土壤有效磷为12.0 mg kg^-1,成熟期为13.8 mg kg^-1,硝态氮分别为7.0 mg kg^-1和8.6 mg kg^-1,速效钾分别为141mg kg^-1和140 mg kg^-1。小麦获得最高产量的95%施磷量为94 kg P₂O₅ hm^-2,施氮量为160 kg N hm^-2。7.综上所述,在黄土高原南部旱地,小麦以最高产量的95%、6100-6300 kg hm^-2为目标产量较为合适。此时,施氮量约为150 kg N hm^-2,施磷量为94 kg P₂O₅ hm^-2,建议不施钾肥,播前或收获期土壤的硝态氮为6.0-9.0 mg kg^-1,有效磷为12.0-15.0 mg kg^-1,速效钾为140 mg kg^-1。因此,在长期使用氮磷肥时,应综合考虑小麦的籽粒产量、关键养分含量及养分吸收利用情况,依据土壤养分需求水平提供氮磷肥量,实现旱地小麦高产优质、绿色可持续发展。