肥料科学合理的施用方法能够减少养分损失、增加作物产量,我国现仍存在许多不合理的施肥方法,如肥料施用过浅、施用位置不当等,造成肥料养分出现较大的损失。为探究肥料科学合理的施用方法,本试验通过盆栽结合大田试验,对不同层次施肥下轮作小麦、玉米作物产量、土壤养分含量、玉米根系及肥料养分迁移进行研究,以农民习惯施肥(肥料撒施后翻耕)为对照,设置不施肥、控释掺混肥混施、普通肥一层施肥加追肥、普通肥和控释掺混肥各一层(深度5 cm)、两层(5,10 cm)、三层(5,10,15 cm)施肥处理,筛选出普通肥、控释掺混肥各自最优施肥层次,为田间分层施肥特别是目前农业推广的种肥同播技术提供支持。本试验得出的主要结果如下:(1)小麦季普通肥一层、两层施肥与控释肥两层、三层施肥有显著的增产效果,增产5.55%~15.83%;玉米季普通肥三层施肥增产效果显著,增产率达26.79%,控释肥一层、两层与三层施肥均有显著增产,并且随施肥层数的增加增产率出现增加,增产幅度为19.78~30.67%。综合研究结果与生产成本考虑,建议在实际生产中小麦季以两层进行施肥,玉米季以三层进行施肥。(2)小麦季普通肥分层施肥处理氮磷钾肥对比混施均有不用程度的提高,其中三层施肥处理氮钾利用率最高,分别比混施处理提高62.90%与53.30%,磷肥利用率以两层施肥为最好,达64.30%;控释掺混肥各分层处理显著提高磷肥利用率23.07~25.92%,而氮、钾利用率差异不显著。玉米季普通肥分层处理以三层施肥较混施处理氮肥利用率显著提高42.50%,而磷钾肥利用与混施处理间差异不显著;控释掺混肥分层处理氮、钾肥利用率相较混施处理有显著提高,分别为13.33~25.00%与32.65~41.07%,而磷肥利用率各处理间无显著差异。(3)分层施肥对玉米根系在土层中的分布、根长及根表面积等指标有不同程度影响,普通肥两层施肥增加5-10 cm与10-15 cm土层玉米根长,控释掺混肥以混施处理的玉米根最长,控释肥三层施肥较一层、二层施肥处理有促进根系生长的作用。普通肥两层施肥处理根系表面积在5-10 cm与10-15 cm土层最大,而控释肥处理以混施处理根系表面积最大,各分层处理中以三层施肥玉米根系表面积最高。(4)与混施处理相比,普通氮肥分层施肥能显著减少氮素的淋洗量36.26~72.72%,并且随着分层施肥的层数增加,其淋洗率随之下降;控释氮肥由于氮素养分释放较慢,释放期较长,也具有氮素淋洗量随施肥层数增加而减少的趋势,但各处理间差异不显著,钾淋洗量与氮淋洗量呈负相关,而分层施肥对磷素的淋失量并无显著影响。在小麦-玉米农业生产中建议以分层施肥的方式进行施肥,特别是三层施肥对肥料养分的保持效果最佳,能提高肥料利用率,增加作物产量。