西北地区不同生态系统几种土壤有机氮组分和微生物体氮的差异

对采自西北地区森林、草甸、草原和农田不同生态系统的12种土壤,进行了土壤有机氮组分和微生物体氮的测定。结果表明,不同生态系统土壤中各有机氮组分含量差异甚大,其变化规律与土壤全氮基本一致,表现为自然土壤中各有机氮组分含量大于农田土壤。在供试的12种土壤中,酸解性氮为472.7～4021.9mg/kg,平均为1303.5±1153.2mg/kg,占全氮的72.67%±4.01%;随土层增加,酸解性氮所占比例下降,在0～20cm平均为77.1%±3.96%(n=3),20～40cm为70.1%±2.48%。未酸解氮含量为181.1～1888.1mg/kg(平均509.9±21.7mg/kg),是全氮的20.58%～31.95%(平均27.33%±4.02%),与酸解性氮相反,下层土壤非酸解性氮占全氮的比例显著大于上层。在酸解性氮中,氨基酸氮含量变化在195.1～2283.9mg/kg(平均671.4±685.8mg/kg),是全氮的25.67%～48.18%(平均34.24%±4.2%),自然土壤中氨基酸氮所占全氮比例较农田土壤大,自然土壤平均为40.8%±4.2%(n=5),而农田土壤平均为29.6%±4.8%(n=7);氨态氮分布在81.8～662.5mg/kg(平均233.7±226.9mg/kg)范围,占全氮的8.89%～18.99%(平均12.85%±3.03%);氨基糖态氮含量为46.0～665.3mg/kg(平均162.1±184.6mg/kg),是全氮的6.29%～11.99%(平均8.13%±1.91%),绝大部分土样的氨基糖占全氮比例在10%以下;未     

不同氮素水平下有机物料添加对陇中黄土高原旱作农田N2O排放特征的影响

为了探究不同用量氮肥配施生物质炭或小麦秸秆对旱作农田N₂O排放通量的影响，在陇中黄土高原半干旱区连续进行4年不同氮素水平配施不同有机物料的田间定位试验，试验以3种施氮用量（不施氮肥、50 kg（N）·hm^-2氮肥、100 kg（N）·hm^-2氮肥）配施2种有机物料（小麦秸秆S、生物质炭B）及无有机物料 (C)共组成9个处理，于2016年11月—2017年10月，采用静态箱-气相色谱法，对N₂O通量进行全年内连续观测。研究结果表明：观测期内，各处理N₂O年平均通量大小排序SN100>CN100>SN50>CN50>BN100>SNO>BN50>CN0>BN0，各处理N₂O排放通量变化趋势一致；相较N0处理（CN0、SN0、BN0）的年平均排放通量，N50（CN50、SN50、BN50）和N100（CN100、SN100、BN100）处理分别增加了6.92%和10.03%。相较CN0、CN50和CN100，与其相同氮素水平配施生物质炭后，N₂O年平均排放通量分别降低了0.49%、3.15%和4.67%；配施秸秆后，N₂O年平均排放通量分别增加了6.37%、3.44%和2.73%。单施氮肥或小麦秸秆配施氮肥均增加了N₂O排放的增温潜势，生物质炭配施氮肥减少了N₂O排放的增温潜势。主效应分析表明，氮素、秸秆均对提升N₂O排放通量发挥显著效应，而生物质炭具有降低效应。相关分析表明，土壤温度与N₂O通量表现为显著正相关关系，土壤含水量与N₂O通量表现为显著负相关关系（P<5%）。通径分析表明，土壤温度对N₂O通量的增大作用远大于土壤含水量对N₂O通量的减小作用。秸秆或生物质炭与氮素无交互效应，N₂O排放通量随氮素水平的增加而增大，秸秆还田促进了N₂O排放而生物质炭抑制了N₂O排放。因此，添加生物质炭对旱作农田固氮减排具有较大的潜力。     

水分胁迫对设施延迟栽培葡萄根际土壤有机氮及土壤酶活性的影响

为探讨不同水分胁迫条件下设施栽培葡萄根际土壤基本理化性质与有机氮组分及土壤酶活性的变化规律,并分析三者之间的相关关系,为甘肃河西地区设施延迟栽培葡萄制定合理的胁迫灌溉模式提供一定的参考依据。采用水分胁迫单因素完全随机试验设计,运用Bremner法测定着色成熟期葡萄根际土层中有机氮组分含量及土壤基本理化性质、全生育期土壤酶活性在不同水分胁迫(中度W1、轻度W2、充分供水W3)下的变化特征。结果表明:(1)全生育期中度和轻度水分胁迫对设施延迟栽培葡萄根际土壤全氮、铵态氮、全磷、有机质以及有机碳无显著影响,却降低了葡萄根际土壤微生物生物量碳、氮含量;新梢生长期和果实膨大期土壤硝态氮和速效磷含量分别为12.06 mg·kg-1和28.88 mg·kg-1,显著低于充分供水处理。(2)中度和轻度水分胁迫对葡萄全生育期根际土壤过氧化氢酶活性无显著性影响,而对果实膨大期和着色成熟期的脲酶、蔗糖酶含量均呈现不同程度的抑制效果。(3)各处理有机氮组分的含量大小顺序为非酸解态氮酸解氨基酸态氮酸解铵态氮酸解未知态氮酸解氨基糖态氮;轻度和中度水分胁迫均有助于葡萄根际土壤酸解总氮的积累,比对照分别提高21.16%和10.34%。(4)相关分析表明,蔗糖酶与生物量碳呈显著正相关;RDA分析显示硝态氮、铵态氮为影响土壤有机氮组分变化的最主要环境因子,全氮次之。     

缓释复混肥料对马铃薯产量、土壤硝态氮含量及氮肥利用率的影响

为探讨青海省山旱区马铃薯发展的新途径,研究了缓释复混肥料对地膜覆盖马铃薯产量、土壤硝态氮含量、硝态氮累积量及氮肥利用率的影响。结果表明:施用1 050 kg·hm~(-2)缓释复混肥(RZ70)处理马铃薯产量最高,为47 240 kg·hm~(-2);较农民习惯施肥(NXG)处理增产2 175 kg·hm~(-2),增产率为4.83%;较马铃薯专用肥(MZY)处理增产5 085 kg·hm~(-2),增产率为12.06%。马铃薯从苗期到成熟期,农民习惯施肥(NXG)和马铃薯专用肥(MZY)处理显著提高了0～100 cm各土层硝态氮的含量,1 050 kg·hm~(-2)缓释复混肥(RZ70)处理显著降低了0～100 cm各土层硝态氮的含量。马铃薯生长季0～100 cm各土层硝态氮含量呈先增加后降低的趋势。硝态氮含量在团棵期出现了一个峰值,且主要集中在20～40 cm土层。随着马铃薯的生长发育,0～100 cm各土层硝态氮含量差异逐渐减小,至成熟期趋于稳定并降至最低。农民习惯施肥(NXG)处理下,马铃薯整个生育期0～100 cm土层硝态氮累积量呈现降低的趋势;除了习惯施肥(NXG),马铃薯整个生育期0～100 cm土层硝态氮累积量与土壤硝态氮含量变化一致。1 050 kg·hm~(-2)缓释复混肥(RZ70)处理下,氮肥利用率最高,达到了53.70%。较农民习惯施肥(NXG),增幅为3.38%～40.85%;较马铃薯专用肥(MZY)施肥处理,增幅为5.01%～33.25%。该结果可为缓释复混肥料在青海省马铃薯种植中的合理施用提供理论依据。     

阿尔泰山西北部垂直带谱中土壤有机氮素分布

阿尔泰山西北部垂直带谱中的土壤有机氮素,同土壤腐殖质一样表现为非连续性的特征转化系列。在干旱气候带,土壤的全氮量随海拔升高到黑钙土增加至10倍。土壤中酸不溶态氮相对含量也持续增加,而氨基酸和氨基糖态氮含量下降。胡敏酸中酸不溶态氮和氨基酸态氮也表现出类似的变化趋势。冷一湿气候带中土壤胡敏酸的未鉴定态氮相对含量明显地多于干旱气候带,而干旱气候带中土壤胡敏酸的酸不溶态氮量显著地高于冷—湿气候带。土壤和其胡敏酸中氮素形态分布,与垂直带谱中土壤的腐殖质化过程紧密相关,随腐殖质化度的增加,酸不溶态氮相对含量提高,而氨基酸态氮和氨基糖态氮量下降。胡敏酸中氨基糖态氮含量甚微。     

减氮施肥及氮肥添加脲酶抑制剂对凉州灌区春玉米产量和氮肥利用的影响

以玉米品种先玉335为试验材料,于2018―2019年在甘肃省武威市黄羊镇黄羊村,研究了不施氮肥(CK)、农户施肥、减氮施肥、农户施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)和减氮施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)5种方式下玉米产量、产量构成因素、氮肥利用效率、0～100 cm土层硝态氮残留量的差异。结果表明,与农户施肥相比,减氮施肥在氮肥施用量减少20%的基础上,春玉米产量没有显著降低,氮肥利用率显著提高了24.6%,且收获期0～100 cm土层硝态氮残留量降低了25.7%;农户施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)处理产量显著提高了15.5%,氮肥农学效率、氮肥利用率、氮素收获指数分别显著提高了120.3%、33.54%、9.06%,且收获期0～100 cm土层硝态氮残留量降低了26.7%;减氮施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)处理春玉米产量没有降低,收获期0～100 cm土层硝态氮残留量降低了46.0%,但氮肥利用率较减氮施肥显著降低了12.9%。研究结果表明在凉州灌区减氮施肥和农户施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)能够在保证春玉米产量的同时,促进春玉米对氮肥的吸收,降低春玉米收获后土层硝态氮残留,其中农户施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)更能够显著提高春玉米产量,具有推广价值。     

有机肥与化肥配施下土壤氮组分变化与氮素利用率研究

本文通过盆栽试验,在等量化肥配施等量有机肥的情况下,研究有机-无机肥料配合施用对土壤氮素组成、小麦产量及氮素利用率的影响。结果表明,与单施化肥相比,有机肥与化肥配合施用不同程度地提高了土壤全氮、碱解氮、酸水解氮、非酸水解氮、微生物量氮、酸解铵态氮和氨基酸态氮含量,其中商品有机肥配施化肥处理的全氮、碱解氮、酸水解氮、非酸水解氮、微生物量氮和氨基酸态氮含量增加幅度最大,分别为8.33%、11.23%、7.17%、19.91%、23.53%和9.00%;化肥配施猪粪处理的酸解铵态氮含量增加幅度最大,为6.18%。猪粪、商品有机肥与化肥配合施用,投入总氮的当季利用率可以达到化肥处理的水平,相对而言,秸秆与化肥配合施用后对土壤有机氮各组分影响较小,氮素利用率较低,为23.95%。氮素利用率与土壤全氮、碱解氮、酸解氮、酸解铵态氮、氨基酸态氮、微生物量氮呈显著或极显著相关,非酸水解氮与氮素各组分以及氮素利用率均未达到显著相关水平。综上所述,不同有机肥与化肥配施虽然没有提高氮素利用率,但可改善土壤氮组分和土壤氮素养分状况。     

青海高原长期复种绿肥毛叶苕子对土壤供氮能力的影响

利用绿肥的培肥效应,小麦收获后复种绿肥毛叶苕子。在复种绿肥毛叶苕子的情况下,研究后茬作物油菜生育期土壤全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮的时空变化。结果表明,油菜生育期0～100 cm土层全氮、碱解氮、铵态氮积累量均表现为有毛叶苕子处理高于无毛叶苕子处理,硝态氮积累量均表现为有毛叶苕子处理低于无毛叶苕子处理。毛叶苕子与化肥配施效果好,毛叶苕子施用对提高和保持土壤全氮、碱解氮、铵态氮含量,相比CK提高9.54%～18.33%,相比纯施化肥提高0. 94%～19. 28%。化肥配施毛叶苕子处理较单施化肥土壤硝态氮含量降低7.01%～38.51%。绿肥引入小麦(油菜)种植体系后,对小麦(油菜)生长季内土壤氮库、氮素循环及培肥土壤产生一定影响。     

不同肥料类型对土壤硝态氮时空变异的影响

采用土柱法研究不同肥料类型对土壤硝态氮时空分布动态的影响.结果表明,在不同肥料类型处理下,各土层中硝态氮含量出现峰值约在灌浆盛期,低谷在扬花期.在不同土层中,0～20 cm土层中硝态氮含量最高,并随土壤剖面深度的加深而下降.配施肥料处理中0～20 cm土层的硝态氮含量各生育时期均最高,20～40 cm除灌浆盛期和成熟期外也以配施处理最高,40～120 cm土层中硝态氮含量在处理间无明显规律.土壤硝态氮主要累积在0～40 cm土层中,深层土壤中含量较少.尿素处理下,0～20 cm和20～40 cm土层中硝态氮含量分别占全生育期1.2 m土层总含量的5.6%和24.9%;有机肥处理下,分别占23.8%和24.8%;配施处理下,分别占8.2%和20.2%.1.2 m土体中的硝态氮含量在小麦生长旺盛期降低,生育后期升高.三种肥料类型处理,1.2 m深处硝态氮含量最高值为3.441 mg/kg,最低值为0.944 mg/kg,基本不存在由于淋失造成地下水污染的可能性.综合考虑小麦产量、品质与生态环境效益,三种肥料类型以尿素与有机肥配施为最佳.     

不同覆盖方式对旱作农田土壤碳氮含量及玉米产量的影响

设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理土壤有机碳和全氮含量及储量均呈逐渐下降趋势,而S处理则呈上升趋势且每年的增幅逐渐增大;各处理0～40 cm土层土壤有机碳储量均表现为S>R>P>CK,全氮储量表现为S>CK>R>P,S处理有机碳和全氮储量分别较CK提高3.4%和7.5%;与CK相比,R和P处理可提高土壤碳氮比,在0～20 cm土层平均分别提高7.9%和9.6%(P<0.05),而S处理0～20 cm土层土壤碳氮比平均降低了9.9%(P<0.05);各覆膜处理(R和P)均较CK显著降低了0～40 cm土层土壤可溶性有机碳(DOC)和土壤可溶性有机氮(DON)含量,而S处理较CK处理0～60 cm土层DOC和DON含量2 a平均均提高6.2%;各处理收获期硝态氮含量在0～100 cm剖面中的垂直分布与CK无明显差异;各处理土壤铵态氮含量均...     

生物炭对不同水氮条件下小麦产量的影响

研究生物炭与氮肥互作在不同水分条件下对小麦关键生育期旗叶光合参数、产量与主要农艺性状的影响,探讨生物炭改良不同水肥条件土壤并提高其作物产量的效果与内在机理,可为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。本研究采用盆栽试验,生物炭用量设置五个水平(0,1%,2%,4%和6%),氮肥设置N0,N1和N2(0,0.2 g·kg~(-1)和0.4 g·kg~(-1))三个水平,小麦拔节期控制土壤田间持水量的80%和50%模拟正常水分和干旱胁迫两种水分环境。于小麦拔节期和抽穗期测定旗叶光合参数和SPAD值,成熟后对小麦籽粒产量及主要农艺性状进行统计。结果显示:(1)与不施生物炭处理相比,1%和2%生物炭用量平均增产6.62%和11.01%,4%和6%生物炭用量平均减产6.88%和10.1%,同时会导致千粒重、穗粒数和株高的降低;(2)正常水分条件下,1%和2%生物炭用量与N1和N2之间存在协同增产作用,而4%和6%生物炭用量表现出负面效应;(3)干旱胁迫条件下,仅1%和2%生物炭用量与N1存在协同增产作用,生物炭处理削弱N2增产潜力;(4)N0水平下,生物炭处理均表现出促进小麦旗叶光合速率,增加产量的作用;(5)N1条件下,生物炭促进小麦旗叶光合速率且在干旱胁迫条件下效果更明显。总体上生物炭对小麦旗叶光合参数和产量的影响受生物炭用量、氮素水平和水分条件共同制约且存在复杂的交互作用,干旱会限制生物炭与氮肥的协同增产作用;在低肥力土壤上应用生物炭的增产效果较好,而在质地较细且肥力中等的土壤应用时推荐48 t·hm~(-2)(2%)生物炭用量。     

生物炭与腐殖酸配施对盐碱土理化性质的影响

为探索新型盐碱化土壤改良剂，选取玉米秸秆、葵花秸秆制成生物炭与腐殖酸配合，研究玉米秸秆生物炭（A）、混合秸秆生物炭（A₂1）、腐殖酸（B）、玉米秸秆生物炭+腐殖酸（AB）、混合秸秆生物炭+腐殖酸（A₂1B）5种改良剂与土壤混合后较对照组原土（CK）中盐碱指标、肥力指标的改善情况。结果表明：生物炭和腐殖酸都具有改良土壤盐碱性、提高土壤肥力的作用，二者联合配施对降低土壤pH、电导率（EC）、碱化度（ESP）及提高土壤养分的效果更明显，其中混合生物炭与腐殖酸配施（A₁B）效果最好，A₁B组处理的土壤pH较CK组显著降低10.8%，EC下降55%，ESP降低9.8%；速效钾、有效磷、速效氮及有机质的平均增幅较其他4个处理分别提升59.77%、210%、178%、180%。综上所述，混合施用生物炭及腐殖酸对于改良盐碱土效果明显。     

黄土丘陵区不同土地利用方式土壤碳氮磷及其生态化学计量特征

以陕北米脂谷子、苜蓿、柠条和枣树4种不同土地利用方式土壤为研究对象，采集0~100 cm土层土壤样品，采样数共288个，分别对样品土壤的C、N、P及其生态化学计量比C/N、C/P和N/P进行了研究。结果表明：黄土丘陵区土壤C、N、P含量均值分别为2.12、0.21 g·kg^-1和0.43 g·kg^-1;C/N、C/P和N/P均值分别为10.83、5.0和0.48;土壤C、N、P及C/N、C/P和N/P的变异系数均大于10%且小于100%，属于中等变异。土地利用方式对土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征有显著影响，其中谷子地0~20 cm土层土壤C含量显著高于柠条地和枣树林（P<0.05），谷子地20~40 cm土层的C含量显著高于苜蓿地（P<0.05）;0~20、20~40 cm和60~80 cm土层谷子地N含量显著高于柠条地（P<0.05）;苜蓿地P含量在0~20、60~80 cm和80~100 cm土层显著高于柠条地（P<0.05）。谷子地、苜蓿地和枣树林土壤C、N呈表聚性分布，而柠条地随深度增加无明显降低，表明柠条有较好的固碳能力。各土层C/N在不同土地利用方式间存在显著差异（P<0.05），其中柠条地最高，谷子地最低;80~100 cm土层土壤C/P在柠条地和苜蓿地间具有显著差异（P<0.05）。0~20 cm和20~40 cm土层深度下，土壤N/P在不同土地利用方式之间具有显著差异（P<0.05），其中谷子地最高，柠条地最低。通过典型相关分析得出，土壤C、N、C/P和N/P与环境因子中的土层深度、粘粒含量和土壤pH值的累积关系较大。     

不同秸秆与氮肥管理措施对夏玉米产量及氮素利用的影响

为探讨不同秸秆还田模式下,氮肥管理对夏玉米产量和氮素利用的影响,试验设置施氮措施和秸秆还田模式2个因素。施氮措施设稳定性氮肥施氮量F1（180 kg·hm^-2）、尿素减量施氮量F2（180 kg·hm^-2）和尿素农户传统施氮量F3（270 kg·hm^-2）3个水平;秸秆还田模式设秸秆不还田（N）和秸秆还田（S）2个水平,共6个处理。结果表明：在不同秸秆还田模式下,各施氮措施的玉米产量在8 708.16~9 626.71 kg·hm^-2之间,处理间无显著性差异（P>0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的产量均高于秸秆不还田（N）,增幅为4.96%~8.94%（P>0.05）。施氮措施对土壤N₂O排放量有显著影响（P<0.05）,在不同秸秆还田模式下,稳定性氮肥措施F1和尿素减量措施F2的土壤N₂O排放量显著低于F3尿素农户施氮措施,降幅为29.26%~68.52%,且F1和F2之间存在显著差异（P<0.05）。在不同施氮措施下,除了SF2和NF2处理之间的N₂O排放量有显著性差异(1.53 kg·hm^-2和1.91 kg·hm^-2),其他秸秆还田模式处理之间均无显著性差异（P>0.05）。不同秸秆还田模式下,各施氮措施的氨挥发累积量在1.61~15.40 kg·hm^-2之间,表现为：F3氨挥发累积量最高（14.37 kg·hm^-2和15.40 kg·hm^-2）,F2氨挥发累积量次之（11.80 kg·hm^-2和12.49 kg·hm^-2）,F1氨挥发累积量最低（1.61 kg·hm^-2和1.79 kg·hm^-2）,各施氮措施间达到显著水平（P<0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的氨挥发累积量较秸秆不还田（N）提高5.85%~11.18%,但除了SF3和NF3的氨排放量有显著性差异,其他处理间均无显著性差异。不同秸秆还田模式下,各施氮措施0~100 cm土层硝态氮含量均表现出F3>F2>F1;秸秆还田处理（SF1、SF2和SF3）的土壤硝态氮含量显著低于无秸秆还田（NF1、NF2和NF3）,分别显著降低了65.65%、144.79%和128.48%。因此,综合考虑作物产量和农田氮素损失,秸秆还田+稳定性氮肥处理（SF1）是本研究地区夏玉米稳产减排的最优试验处理组合。     

氮磷减量与液体有机肥配施对膜下滴灌棉田土壤养分的影响

以新疆膜下滴灌棉田为试材,研究氮磷减量与液体有机肥配施对膜下滴灌棉田土壤养分的影响。试验设11个处理:(1)常规施肥(NP);(2)80%常规施肥(80%NP);(3)80%常规施肥+低量氨基酸有机肥(80%NP+LAA);(4)80%常规施肥+中量氨基酸有机肥(80%NP+MAA);(5)80%常规施肥+高量氨基酸有机肥(80%NP+HAA);(6)80%常规施肥+低量黄腐酸有机肥(80%NP+LFA);(7)80%常规施肥+中量黄腐酸有机肥(80%NP+MFA);(8)80%常规施肥+高量黄腐酸有机肥(80%NP+HFA);(9)80%常规施肥+低量沼液有机肥(80%NP+LBS);(10)80%常规施肥+中量沼液有机肥(80%NP+MBS);(11)80%常规施肥+高量沼液有机肥(80%NP+HBS);分别在蕾期、花期、成熟期采集0～20、20～40 cm土层土壤,测定土壤pH值、有机质、氮、磷、钾等有效养分含量。研究结果表明:(1)蕾期时,80%常规施肥配施高量黄腐酸、沼液有机肥显著降低了0～20 cm土层土壤pH值,并对提高土壤速效氮、速效磷含量效果最好。(2)花期时,80%常规施肥配施高量沼液有机肥对提高0～20 cm土层土壤有机质、速效磷含量效果最好。(3)成熟期时,80%常规施肥配施高量沼液有机肥对降低0～20 cm土层土壤pH值、提高土壤有机质含量效果最好。综上所述,新疆滴灌棉田应用80%常规施肥配施高量沼液有机肥效果最好,是新疆滴灌棉田提高土壤肥力和肥料利用率的有效途径。     

Effects of three types of soil amendments on yield and soil nitrogen balance of maize-wheat rotation system in the Hetao Irrigation Area,China

Excessive fertilization combined with unreasonable irrigation in farmland of the Hetao Irrigation Area (HIR), China, has resulted in a large amount of nitrogen (N) losses and agricultural non-point source pollution. Application of soil amendments has become one of the important strategies for reducing N losses of farmland. However, there is still no systematic study on the effects of various soil amendments on N losses in the HIR. In this study, three types of soil amendments (biochar, bentonite and polyacrylamide) were applied in a maize-wheat rotation system in the HIR during 2015-2017. Yields of maize and wheat, soil NH₃ volatilization, N₂O emission and NO₃^- leaching were determined and soil N balance was estimated. The results showed that applications of biochar, bentonite and polyacrylamide significantly increased yields of maize by 9.2%, 14.3% and 13.3%, respectively, and wheat by 9.2%, 16.6% and 12.3%, respectively, compared with the control (fertilization alone). Applications of biochar, bentonite and polyacrylamide significantly reduced soil N leaching by 23.1%, 35.5% and 27.1%, soil NH₃-N volatilization by 34.8%, 52.7% and 37.8%, and soil N surplus by 23.9%, 37.4% and 30.6%, respectively. Applications of bentonite and polyacrylamide significantly reduced N₂O-N emissions from soil by 37.3% and 35.8%, respectively, compared with the control. Compared with application of biochar, applications of bentonite and polyacrylamide increased yields of maize and wheat by 5.1% and 3.5%, respectively. Our results suggest that soil amendments (bentonite and polyacrylamide) can play important roles in reducing N losses and increasing yield for the maize-wheat rotation system in the HIR, China.