根际土壤是植物和土壤环境之间物质和能量交换的区域,是植物从土壤中摄取营养的直接通道,根际土壤特性变化与植物的生长发育特别是产量高低有着密切的联系。受作物养分吸收、根际微生物活动以及根际土壤微环境的交互作用,玉米不同生育时期根际土壤特性呈动态变化。明确不同生育时期根际土壤特性与玉米籽粒产量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮素利用效率和减轻环境污染提供理论依据。2012年大田设置了氮肥梯度（对照CK;180 kg?hm-2:N180;240 kg?hm-2:N240;300 kg?hm-2:N300和360 kg?hm-2:N360）和氮磷钾配施（CK;N;NP;NK;NPK）两个固定施肥样地。并于2012、2013、2014连续三年在玉米拔节、吐丝、成熟三个关键生育时期测定玉米根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、脲酶、过氧化氢酶、pH值、微生物种群组成及其多样性,同时测定玉米根系和地上部生物量及其氮素累积量,采用相关分析和主成分分析两种方法分析了玉米不同生育时期根际土壤特性的变化及其与植株氮累积量和籽粒产量之间的关系。氮肥梯度研究发现,与CK相比,4个施肥处理（N180,N240,N300,N360）3年产量的平均值分别增加了23.85%,36.40%,39.87%和34.78%,其地上部阶段氮素累积量均显著高于CK,并随施肥量增加呈先增加后降低趋势且均在N240达到最大值。玉米生育期根际和非根际土壤无机氮、脲酶过氧化氢酶均呈动态变化趋势。与CK相比,4个施肥处理根际土硝态氮含量分别增加23.38%,57.13%,57.87%和69.74%,非根际土壤硝态氮分别增加59.49%,92.01%,132.08%和179.35%。随施氮量的增加根际土铵态氮含量显著增加;与CK相比,四个施肥处理三年的非根际土壤铵态氮含量分别增加4.27%,3.51%,5.04%和26.26%。根际土壤pH和非根际土壤pH均随着氮肥施用量的增加而降低,其中根际土壤和非根际土壤pH值的变化范围分别为4.5-6.7和5.5-7.2。与非根际土pH值相比,根际土壤pH平均降低5%。根际土壤脲酶活性随氮肥用量的增加呈先增加后降低趋势。与对照相比,四个施氮处理三年非根际土壤脲酶活性平均值分别增加了4.02%,14.73%,24.55%和19.64%。根际土壤和非根际土过氧化氢酶活性均随着氮肥用量的增加而降低,与CK相比,四个施氮处理三年的非根际土壤过氧化氢酶活性平均值分别降低了3.03%,5.09%,8.24%和12.67%。不同氮肥处理根际和非根际土壤微生物群落结构差异显著。根据前期研究结果,我们选用CK,N240,N360三个处理,采用相关分析和主成分分析两种方法分析了不同生育时期玉米根际土壤特性以及植株氮素累积量与籽粒产量之间的关系。结果表明,拔节期根际土壤硝态氮含量连续三年均与产量呈显著正相关。吐丝期玉米根际和非根际土壤硝态氮、根际土壤铵态氮和非根际土pH均与籽粒产量呈显著正相关;其中2013和2014年根际脲酶活性和根际土壤pH与产量的相关性也达到显著水平。2013和2014年成熟期根际和非根际土硝态氮含量也与玉米产量呈显著相关。主成分分析表明,玉米籽粒产量与拔节期土壤硝态氮含量、根际过氧化氢酶、地上部生物量和氮素累积量相关性较强;与吐丝期根际和非根际土壤硝态氮含量、根际土壤铵态氮含量和土壤pH以及地上部生物量及氮素累积量、根系生物量相关性较强;与成熟期地上部生物量和氮素累积量相关性较强。氮磷钾配施试验结果表明,在施用氮肥的基础上,与不施磷肥处理（N,NK）相比,2013和2014两年施用磷肥处理（NP,NPK）的玉米籽粒产量、RE、AE、PFP分别增加11.3%,23.36%,29.96%和11.22%,其差异均达到显著水平。与CK相比,2013和2014年氮肥在玉米籽粒产量中平均增加比例为93.63%;在相同氮肥输入下,施磷肥和钾肥分别增产14.09%和3.28%。NP、NK、PK、NPK两年产量平均增加比例分别为122.94%,101.76%,17.85%和128.51%。与CK相比,N、NP、NK、NPK处理成熟期地上部生物量三年平均增加35.8%、48.6%、39.7%和51.9%,根系生物量平均增加41%、76.3%、68.4%和94.8%,且差异均达显著水平。在施用氮肥的基础上,与不施磷肥处理（N,NK）相比,施用磷肥（NP和NPK）的处理其吐丝和成熟期的地上部生物量平均分别增加5.7%和9.1%,且在2013-2014年差异达显著水平。与CK相比,四个施肥处理氮和磷累积量平均增加了84.48%和73.99%,差异达显著水平。与不施磷肥处理（N,NK）相比,施用磷肥处理（NP,NPK）地上部氮和磷累积量平均分别增加13.16%和15.20%。与不施用钾肥处理（N,NP）相比,施用钾肥处理（NK,NPK）地上部氮和磷累积量分别增加0.49%和6.11%。2012-2014年根际土和非根际土硝态氮含量均呈动态变化趋势,根际土壤三年的变化范围为7.4-30.4、1.1-45.1、5.3-27.7 mg kg^-1,非根际土变化范围为3.4-26.1、1.7-24.6、3.4-32.6 mg kg^-1。与CK相比,N、NP、NK、NPK四个处理根际和非根际土壤硝态氮含量均显著增加。在吐丝期,施磷处理（NP和NPK）的根际硝态氮含量与不施磷处理（N和NK）之间差异达显著水平,非根际土硝态氮含量四个处理差异未达显著水平。玉米生育期根际和非根际土壤铵态氮含量呈动态变化,N、NP、NK、NPK非根际土铵态氮含量差异未达显著水平。2012-2014根际和非根际pH变化范围为4.96-6.52、4.98-6.57,根际pH低于非根际pH且二者差异显著。2013-2014年,与N、NK处理根际土平均pH相比,NP和NPK处理根际土平均pH在拔节期和吐丝期分别降低了0.1和0.25个单位,且在两个时期两组处理差异达显著水平。施氮肥条件下玉米不同生育时期的根际土壤特性与籽粒产量的高低密切相关。根际作用主要是通过改善作物可利用性氮素的供应影响产量的变化。根际作用另一方面则是通过改善根系微环境维持较好的土壤解毒能力,保证土壤氮素转化和供应顺利进行,促进根系生长和根系吸收养分吸收,防止根系早衰。增施氮磷肥能够显著增加玉米产量,而施钾肥的增产效果较小。相同且适量的氮素输入条件下,增施磷肥输入一方面促进根际氮素转化进程,提供更多可利用性氮素的供应,另一方面氮磷互作促进了玉米植株对养分的吸收能力,进而增加了玉米地上部生物量、氮和磷的累积量,促进了产量的提高。因此,砂姜黑土区玉米生育期最适宜的氮肥用量为kg?hm-2,且在满足氮肥需要的基础上,增施磷肥可能是促进产量增加的有效措施之一。