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我国农业用水浪费严重、地下水污染问题突出,已成为制约国民经济可持续发展的瓶颈。这与农业生产中水肥管理不当有密切关系。根系分区交替灌溉由于其明显的节水增产效应而得到了广泛研究与应用。然而,截至目前,关于根系分区交替灌溉下适宜施氮方式及用量的研究很少。为此,本研究以制种玉米“富农588”为供试作物,针对交替灌水交替施氮(水氮同区,用AIAN表示)设300m3/hm2,450m3/hm2,600m3/hm2三种灌水水平(即低、中、高水平,分别用W30、W45、W60表示)和100kg/ha,200kg/ha,300kg/ha三种施氮水平(即低、中、高水平,分别用N100、N200、N300表示),采用二因素三水平完全组合方案;同时,在中等灌水与施氮水平下,另设均匀灌水均匀施氮(CICN)、均匀灌水交替施氮(CIAN)、交替灌水均匀施氮(AICN)三种灌水施氮方式,监测玉米的产量、干物质累积分配、水氮吸收利用及收获后植株两侧0-140cm土层土壤硝态氮含量,研究灌水施氮方式及用量对玉米水氮吸收利用、产量形成以及土壤氮素残留的影响,以期为充分发挥根系分区交替灌溉的节水增产效果奠定理论基础。获得如下主要研究结果:1.灌水、施氮方式及水平对玉米产量的影响研究表明,在同等灌水量水平下,交替隔沟灌溉较均匀沟灌提高产量27.2%;同等施氮量水平下,交替施氮较均匀施氮提高产量14.7%。交替隔沟灌水施氮方式下,W60下3个施氮水平的平均产量分别是W45、W30的1.01倍、1.4倍。N300下3个灌水量的平均产量分别为N200、N100的0.98倍、1.1倍。W45N200处理的籽粒产量最高,W60N200次之,W30N100最低,仅为W45N200的59%。2.灌水、施氮方式及用量对玉米干物质积累分配的影响研究表明,籽粒干物质累积量在AIAN处理下有最大值为9675kg/ha,分别比CICN、CIAN、AICN处理提高了53.1%、27.1%、23.1%。玉米各器官干物质累积量大小顺序为籽粒>叶片>茎杆>穗轴>苞叶。各灌水水平下,随施氮量增加,各器官干物质累积量先增加后维持基本不变甚至减少;各施氮量水平下,随灌水量增加,各器官干物质累积量先增加后维持基本不变甚至减少。3.灌水、施氮方式及用量对玉米水分利用效率(WUE)的影响研究表明,AIAN处理下WUE比CIAN提高23%,比AICN提高13.2%。灌水、施氮方式对WUE的影响表现为AI>CI,AN>CN。W45下3个施氮水平的WUE均值最大,为5.17 kg/m3,分别是W60、W30下WUE均值的1.12倍、1.36倍。N100、N200、N300下3个灌水水平的WUE分别为4.37kg/m3、4.63 kg/m3、4.63 kg/m3,相差不大。4.灌水、施氮方式及用量对氮素利用效率(NUE)的影响研究表明,在相同灌水量、施氮量条件下,AICN处理NUE最大,分别比AIAN、CICN、AICN处理提高21.05%、0.51%、22.59%。N300、N200下3个灌水水平的NUE均值分别比N100提高10%和9%。W45N200处理的NUE比W30N200、W60N200处理分别提高了4%、2%。5.灌水、施氮方式及用量对土壤残留NO3-N垂直分布与累积的影响研究表明,植株两侧0-100cm各处理硝态氮含量CIAN、AICN处理多于CICN、AIAN处理,植株南侧,100-140cm土层:AIAN高于CICN处理。植株两侧土壤NO3-N含量均随土层深度先减少后增加再减少。植株南北侧土壤硝态氮累积量均表现为:在AI处理下,CN>AN;在CI处理下,AN>CN;在AN处理下,CI>AI;在CN处理下,AI>CI。植株北侧,在W30处理下,不同施氮处理土壤硝态氮含量的低谷和峰值分别出现在40-60cm和80-100cm土层;在W45处理下,60cm以上土层硝态氮含量显著低于W30处理,而60cm以下高于W30处理。植株南侧,60cm土层以上硝态氮含量多于北侧,60cm土层以下低于北侧。土壤NO3-N积累量具体表现为植株南北侧W60N300处理最大,W30N100处理最小。6.灌水、施氮方式及用量对耕层土壤残留NO3-N水平分布的影响研究表明,各处理耕层硝态氮含量植株南侧高于北侧,40cm处低于20cm处。且均在AIAN处理下含量最小。土壤残留硝态氮含量表现为,当灌水量为W30时,植株南侧20cm处W30N200比W30N100处理提高了38.2%;40cm处W30N200分别比W30N100、W30N300处理增加47.7%、4.5%;植株北侧20cm处W30N300比W30N100处理提高了34%;40cm处W30N300比W30N100处理提高了16.3%。在灌水量为W45时,各施氮水平下植株两侧耕层硝态氮含量相差不大,且均低于W30处理。当灌水量为W60时,施氮量为100、200kg/ha时,耕层硝态氮含量低于W45和W30处理,当施氮量为300kg/ha时,植株两侧耕层硝态氮含量高于低氮、中氮处理。