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河套灌区作为我国特大型灌区,是重要的粮油生产基地。灌区内气候干燥、少雨、蒸发量大,加之当地农作不合理灌施,导致灌区盐碱化和次生盐渍化严重;盐分表聚、氮素淋失严重、水肥利用率低等问题亟待解决。因此,在灌区内开展向日葵膜下滴灌田间实验,研究土壤水盐、氮素运移规律,分析作物生长情况、干物质及吸氮量,比较产量因素、水氮利用率等结果效应,结合Hydrus—1D模型,优选适宜当地作物的水氮配比,对改善灌区水土环境、高效利用水氮资源、提高作物产量及品质、为灌区农业生产提供理论支撑均具有现实意义科学意义。主要结论如下:(1)当灌水量小于180mm、施氮量小于160kg/hm2时,含水率分别与灌水量、施氮量呈正相关,水分尚低时增施氮肥可降低地表无效蒸发量。从土壤剖面来看,各生育期EC值和pH值基本呈“S”型,表现为先降后升再降。铵态氮易被土壤颗粒吸附,不易移动,积聚在表层:在生育旺盛时期,TN和硝态氮会因为土壤水分运动和作物根系吸水作用大量移动至中层土壤;硝态氮易被作物吸收利用,也易随水淋溶,移动性大,灌浆期硝态氮的峰值比开花期降低18.47%。(2)向日葵的苗期到开花期,随着施氮量增加,各生长指标(株高、茎粗、叶面积)增加;从灌浆期到成熟期,最值基本都出现在N2处理。以茎粗为例,W2N2处理分别比W2N3、W3N2、W3N3高出了 6.94%、8.96%、5.35%。干物质积累量和植株吸氮量随着作物生育期推进呈“S”型变化;各施氮处理在苗期、现蕾期、开花期、灌浆期、成熟期单株干物质量约占总积累量7.22%、16.22%、36.63%、13.85%、26.08%。灌浆期前植株吸氮量与施氮量呈正比,成熟期吸氮量最值出现在W3N2(225mm,160kg/hm2)处理。籽粒产量约在 6592.95—8106.12kg/hm2之间,W3N2 处理最高;施氮量为160kg/hm2时水分利用效率最大,之后提高施氮水平,WUE、IWUE基本无增长。W2和W3的IWUE峰值均在N2;相同灌水水平下,氮肥利用率随着施氮水平的提高表现为先增加后降低,在N2处理时氮肥利用率高。(3)应用Hydrus-1D模型对土壤进行了水氮分配特征分析,结合作物生长、产量、水氮利用等实际情况,得出最佳水氮处理为W2N2(180mm,160kg/hm2)。