无论是自然生态系统还是农田生态系统,根-土界面(根际)过程是制约各种养分从土壤进入植物体的关键环节。深入理解根际过程并采用合理的调控措施,有目的地定向调控作物生长环境条件,强化根际过程,有利于发挥养分资源高效利用的生物学潜力,减少对外部资源的过度依赖,对于作物生产的可持续性至关重要。本研究以玉米(尤其是根系)可塑性响应为重点,以养分根际调控为手段,在集约化玉米生产体系中,揭示了根际养分供应强度对玉米生长和养分吸收的调控作用；阐明了养分组合和施用位置对玉米侧根生长及其氮磷养分吸收效率的影响；研究了苗期和拔节期两次调控对玉米后期生长和养分吸收的影响；探讨了养分根际调控强化根际过程能否影响植株微量元素(锌和铁)的积累量；最后,进一步分析了铵加磷局部调控中不同养分供应对玉米生长和产量的影响及定量贡献。主要结果和结论如下：1.集约化玉米生产体系中,养分根际供应强度显著影响玉米苗期生长。不同磷供应强度下,玉米生长表现出直线加平台效应,磷养分临界供应强度为50kgP2O5ha-1时,显著增加地上部生物量,继续增加磷供应量,玉米生长未显著增加；而不同氮供应强度下,玉米生长表现出抛物线效应,氮养分(铵态氮)临界供应强度为70kg N ha-1时,显著增加地上部生物量,继续增加氮供应量(达到135或者195kgN ha-1),则降低或抑制玉米根系生长,并降低养分积累。2.局部供应条件下,铵加磷调控显著增加一级侧根长度,侧根密度也表现出增加趋势。并且养分富集区单位根长/根重养分吸收效率显著高于撒施处理或者尿素加磷处理。表明,养分根际调控促进侧根伸长和增加养分吸收效率,从而提高地上部养分累积。3.证实了玉米后期和苗期均可以对养分局部供应表现出明显的正效应。即在前期调控的基础上,当局部供应区养分耗竭时,再次进行局部养分调控,同样可以促进玉米中后期生长和养分吸收。表明维持局部供应区持续的养分供应可以有效促进玉米苗期和后期生长,促进开花期根系下扎,增加亚表层根长密度,促进玉米后期生长和养分积累。4.证实了石灰性土壤上局部施用铵和磷,通过铵诱导的根际酸化可以强化根际过程,提高玉米植株锌和铁的积累量。铵加磷局部调控诱导根系增生和根际酸化使土壤微量元素有效性增加是提高玉米锌或铁吸收的主要原因,表明通过根际养分调控在一定程度上可以实现锌和铁的生物强化。5.明确铵加磷局部调控中铵营养是影响玉米生长和籽粒产量的主要因素。铵对玉米花后关键时期(花后25天)地上部生物量累计速率、收获期生物量和籽粒产量的贡献超过50%。