为明确砂姜黑土区小麦产量和品质形成的耕作方式及施氮量最优组合，在大田试验条件下以深松、旋耕和常规耕作三种耕作方式为主区，0、120、225、330kg·hm-2四个施氮量为副区，本试验从砂姜黑土土壤物理、化学及生物学性状，小麦拔节后的氮代谢，氮素的积累、分配、转运及利用效率，籽粒产量和蛋白质含量等方面系统的研究了不同耕作方式及施氮量对砂姜黑土土壤氮素转化作用和小麦氮素利用及其生理机制的影响，主要研究结果如下：深松耕作主要降低了10-40cm土层的土壤容重，增大了10-40cm土层的土壤含水量和总空隙度，扩大了根量。旋耕降低了表层（0-10cm）的土壤容重，根系量在表层较高，常规翻耕改变了土壤的原有土层，粘土上移，增大了表层土壤的容重，但两者均未能改善砂姜黑土根际层土壤粘重的状况，旋耕甚至增大了10-20cm土层的土壤容重，造成根系量减少。可见，深松耕作可以打破犁底层，改善根际层土壤状况，促进小麦根系的下扎。旋耕能提高小麦在拔节期和开花期表层土壤（0-20cm）的硝态氮供应量，深松能在小麦整个生育期持续保持根系生长层（0-40cm）的土壤氮素供应量。除开花期常规耕作和深松0-20cm土层的硝态氮含量N225显著最高外，其它时期三种耕作方式在0-20cm和20-40cm土层土壤的硝态氮含量、铵态氮含量和全氮含量均随施氮量的增加而增加。增加施氮量能显著提高土壤的硝态氮含量，铵态氮的含量和全氮含量的变化相对比较稳定。土壤氮素转化微生物氨化细菌和硝化细菌在开花期和灌浆盛期较为活跃，土壤反硝化细菌的活性则相反，在拔节期和成熟期较高。根际土壤的脲酶和蛋白酶活性在拔节期和开花期活性较高，且脲酶活性远大于其它微生物及酶的活性。根际土壤的氨化细菌、脲酶和蛋白酶活性在各时期均以深松最高，而硝化细菌活性在拔节期和开花期为旋耕最高，花后20天和成熟期以深松最高。深松耕作土壤中的氮素水平较高，能够满足根系的吸收，故对反硝化细菌的抑制作用不明显。土壤氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、脲酶和蛋白酶的活性，三种耕作方式均为中高氮处理（N225和N330）显著高于低氮处理（N120）和不施氮处理，反硝化细菌三种耕作方式均以N225最高。深松耕作随施氮量的增加，氨化细菌、硝化细菌、脲酶和蛋白酶的活性显著增加，各时期均以N330最高，但是对于常规和旋耕耕作，增加施氮量土壤氮素转化微生物和酶活性的提高幅度不显著，甚至部分时期在施氮量超过225kg·hm-2以后，反而有降低趋势。耕作方式对小麦叶片GS活性的大小及活性持续的时间影响显著，并且不同耕作方式下小麦叶片的GS活性对施氮量的响应不同。在深松耕作中，叶片GS活性显著高于另外二种耕作方式，并在较高水平的施氮量（225kg·hm-2、330kg·hm-2）配合下，GS活性持续上升至灌浆初期（花后10天）达到峰值，其它耕作方式和施氮处理叶片的GS峰值多在开花期。叶片游离氨基酸、可溶性蛋白含量和全氮含量对不同耕作方式与施氮量的组合响应也与GS活性基本一致。功能叶的叶绿素含量、叶面积指数、籽粒的GS活性、游离氨基酸、可溶性蛋白和全氮含量为深松耕作最高。深松耕作不仅提高了小麦的氮素同化能力，而且对氮素同化的时间长短和氮素同化物含量也有显著的促进作用。在深松耕作的基础上，增加施氮量，叶片的氮代谢能力显著增强，各时期均为N330最高，而常规和旋耕耕作，当施氮量超过225kg·hm-2以后，部分时期反而降低。籽粒的GS活性和游离氨基酸含量，三种耕作方式均随施氮量的增加而增加，而可溶性蛋白含量和全氮含量在花后10天和花后20天深松耕作以N330最高，花后30天以N225最高，常规耕作和旋耕在整个灌浆期均以N225最高。开花期地上部各器官的氮素积累量和总氮素积累量为深松最高，旋耕最低，叶片的氮素分配率以旋耕最高，穗和茎秆的分配率以深松最高。深松耕作花前营养器官吸收氮素向籽粒的转运量和转运效率较高，花后对氮素的吸收量和花后吸收氮素对籽粒氮素的贡献率也较高，形成了成熟期较高的籽粒氮素积累量和分配率。旋耕方式花前营养器官吸收氮素向籽粒的转运量、转运效率和花后吸收氮素量为三种耕作方式中最低，因此在成熟期旋耕方式的籽粒氮积累量和分配率为最低，而叶片、茎秆和穗轴+颖壳的分配率则为最高。三种耕作方式下，开花期和成熟期地上部总氮积累量和各器官的氮积累量和分配率（除籽粒外）均随施氮量的增加而增加。籽粒的氮素积累量以N225处理最高，随施氮量的增加，深松耕作较其它二耕作方式，对籽粒氮素积累的正向促进作用更显著。三种耕作方式开花前吸收氮素向籽粒的转运量随施氮量的增加而增加，但转运率、花前转运氮对籽粒氮素的贡献率、花后吸收氮素及其对籽粒的贡献率随施氮量的增加变化趋势不同。耕作方式和施氮量对籽粒产量和蛋白质含量影响显著，籽粒产量和蛋白质含量以深松耕作最高，旋耕方式最低。三种耕作方式下小麦产量和蛋白质含量均随施氮量增加而增加，深松耕作的成穗数、千粒重、穗粒数和产量均以施氮量330kg·hm-2最高，但常规和旋耕耕作方式则以225kg·hm-2最高。三种耕作方式下籽粒蛋白质含量均以施氮225kg·hm-2最高。由于深松耕作小麦根系对氮素的高吸收，叶片和籽粒较高的同化能力和营养器官氮素向籽粒的高转运，有效地提高了土壤氮贡献率、氮肥回收效率、氮肥偏生产力、氮收获指数和氮素产投比，而旋耕方式下小麦的吸收的氮素量有限，但被吸收的氮素在植株体内的生理利用效率较高。小麦的氮素吸收效率、植株氮素利用效率、土壤氮贡献率、氮肥回收效率、氮素生理利用效率、氮肥偏生产力、氮收获指数和氮素产投比，三种耕作方式均表现为随施氮量的增加而减小，主要是因为随着施氮量的增加，氮素在籽粒中的分配率相对减少，而在茎秆中的分配率增加，造成氮素利用效率随施氮量的增加而较小。