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针对陕西玉米生产实际,以提升玉米产量、提高玉米的水肥资源利用效率为目标,分别在陕西的渭北旱作农业区和关中灌溉农业区设置了5种玉米栽培模式进行试验,模式1:农户种植习惯;模式2:高产高效栽培模式1(目标:产量增长10%～15%,水肥资源利用效率提高10%～15%);模式3:高产高效栽培模式2(目标:产量增长10%～15%,水肥资源利用效率提高10%～15%);模式4:创高产栽培模式(目标:产量增长30%,水肥资源利用效率提高30%～50%);模式5:再高产高效栽培模式(目标:产量增长30%,水肥资源利用效率提高30%～50%)。探索陕西渭北旱作农业区和关中灌溉农业区玉米的生产潜力和栽培模式,研究不同栽培模式玉米的生理特点,明确玉米高产高效栽培模式增产增效的生理基础和生理机制,取得的主要研究结果有:1、与农户种植习惯(模式1)比较,模式2、模式3、模式4及模式5等4种栽培模式的籽粒产量在2个试点均表现增产,模式2增产13.57%～14.49%,模式3增产20.83%～25.45%,模式4增产40.60%～58.52%,模式5增产36.66%～36.97%,4种栽培模式均实现了增产目标。2、与农户种植习惯(模式1)比较,模式2、模式3、模式4及模式5等4种栽培模式的土壤水分利用效率(WUE)在2个试点均不同程度提高,模式2提高23.87%～24.35%,模式3提高24.33%～29.83%,模式4提高37.68%～65.16%,模式5提高33.65%～42.69%,4种栽培模式均实现了提高水分利用效率的目标。3、与农户种植习惯(模式1)比较,模式2、模式3、模式4及模式5等4种栽培模式的氮肥利用效率(PFP)在2个试点表现为:模式2的PFP提高13.59%～14.50%,模式3的PFP提高20.83%～25.47%,模式4的PFP降低20.72%～29.69%,模式5的PFP仅提高2.49%～2.72%。模式2和模式3实现了玉米高产与水肥高效利用的目标,而模式4和模式5的氮肥利用效率较低。4、与农户种植习惯(模式1)比较,模式2和模式3玉米吐丝期光能截获量增加0.58%～15.91%,群体干物质积累总量增加13.48%～24.49%,尤其是玉米花后干物质积累量增加18.50%～37.73%,玉米干物质转移率提高3.76%～89.51%,干物质转移量增加45.81%～268.12%,氮肥的玉米干物质生产效率提高13.48%～24.49%,氮肥的玉米花后干物质生产效率提高18.50%～37.73%,氮肥的玉米干物质转移效率提高14.29 %～88.73%。模式2和模式3高产高效的生理基础在于具有合理的群体结构,花后光合生产能力强,花后干物质积累量大,干物质转运效率高,氮肥的玉米干物质生产效率、氮肥的玉米花后干物质生产效率及氮肥的干物质转移效率高。5、与农户种植习惯(模式1)比较,模式4和模式5的玉米吐丝期光能截获量增加9.74%～27.99%,群体干物质积累总量增加29.03%～37.57%,玉米花后干物质积累量增加43.35%～55.68%是其高产的生理因素。与农户种植习惯(模式1)比较,模式4和模式5氮肥的玉米干物质生产效率降低1.08%～32.34%。模式4氮肥的玉米花后干物质生产效率降低22.16%～24.80%,其氮肥的干物质转移效率也降低1.41%～32.14%;而模式5氮肥的玉米花后干物质生产效率仅提高7.52%～10.65%,其氮肥的玉米干物质转移效率也仅提高7.14%～15.49%。模式4和模式5氮肥的玉米干物质生产效率、氮肥的玉米花后干物质生产效率及氮肥的干物质转移效率低是其氮肥利用效率不高的原因。