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㊀山东农业科学㊀２０２４ꎬ５６(２):１０４~１１０ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ㊀ＤＯＩ:１０.１４０８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－４９４２.２０２４.０２.０１４收稿日期:２０２３－０４－１８基金项目:国家重点研发计划项目(２０２２ＹＦＤ２３００８０１)ꎻ山东省玉米产业技术体系创新团队项目(ＳＤＡＩＴ－０２－０７)ꎻ山东省农业科学院农业科技创新工程项目 小麦玉米周年吨半粮关键技术研究 (ＣＸＧＣ２０２３Ａ１７)作者简介:李佳(１９９７ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事玉米栽培生理研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:１８４８３２６４９６＠ｑｑ.ｃｏｍ王义(１９６９ )ꎬ男ꎬ主要从事作物栽培生理研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｆｅｎｇｌｅｗｗｙｙ＠１６３.ｃｏｍ∗同为第一作者ꎮ通信作者:高英波(１９８６ )ꎬ男ꎬ博士ꎬ助理研究员ꎬ主要从事玉米栽培生理研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｙｉｎｇｂｏａｎｄｙ＠１６３.ｃｏｍ刘开昌(１９７１ )ꎬ男ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ主要从事作物生理生态与栽培技术研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｌｉｕｋｃ１９７１＠１２６.ｃｏｍ不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响李佳１ꎬ２ꎬ王义３∗ꎬ肖蓉２ꎬ李亮４ꎬ王悦２ꎬ张慧２ꎬ李宗新２ꎬ钱欣２ꎬ王良２ꎬ苏玉晓４ꎬ高英波２ꎬ刘开昌２(１.青岛农业大学农学院ꎬ山东青岛㊀２６６１０９ꎻ２.山东省农业科学院小麦玉米国家工程实验室ꎬ山东济南㊀２５０１００ꎻ３.齐河县农业农村局ꎬ山东齐河㊀２５１１９９ꎻ４.东平县农业发展服务中心ꎬ山东东平㊀２７１５９９)㊀㊀摘要:为明确不同灌溉施肥方式对夏玉米生长㊁产量及水氮利用的影响ꎬ本试验以登海６０５(ＤＨ６０５)和郑单９５８(ＺＤ９５８)为材料ꎬ设常规灌溉施肥(ＦＰ)㊁喷灌＋种肥同播(ＳＮ)㊁喷灌＋水肥一体化(ＳＦ１００％)㊁喷灌＋水肥一体化＋减氮２０％(ＳＦ８０％)共４个处理ꎬ研究不同灌溉施肥方式对夏玉米干物质积累㊁产量及产量构成因素㊁水分利用效率和氮肥偏生产力的影响ꎮ结果表明ꎬ品种㊁灌溉施肥方式及品种和灌溉施肥互作效应显著影响夏玉米的产量㊁干物质积累速率㊁水分利用效率(ＷＵＥ)和氮肥偏生产力(ＰＦＰＮ)ꎬＳＦ８０％处理下两年平均产量㊁水分利用率㊁氮肥偏生产力均最高ꎮ与ＦＰ㊁ＳＮ和ＳＦ１００％处理相比ꎬＳＦ８０％处理下ＤＨ６０５两年平均产量分别提高１４.５５％㊁７.６６％和２.２６％ꎬ水分利用率分别提高２３.７３％㊁１２.６１％和８.８６％ꎬ氮肥偏生产力分别提高４３.１９％㊁３４.５８％和２７.８２％ꎻＺＤ９５８两年平均产量分别提高３５.９３％㊁１５.２４％和７.８４％ꎬ水分利用率分别提高４０.８１％㊁２１.７９％和１１.１３％ꎬ氮肥偏生产力分别提高６９.９１％㊁４４.０５％和３４.８０％ꎮ综上所述ꎬ喷灌＋水肥一体化＋减氮２０％的灌溉施肥方式可以显著提高夏玉米产量和水氮利用效率ꎬ实现夏玉米增产增效ꎮ关键词:夏玉米ꎻ灌溉施肥方式ꎻ水氮利用效率ꎻ产量中图分类号:Ｓ５１３㊀㊀文献标识号:Ａ㊀㊀文章编号:１００１－４９４２(２０２４)０２－０１０４－０７ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＤｉｆｆｅｒｅｎｔＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＭｏｄｅｓｏｎＹｉｅｌｄａｎｄＷａｔｅｒａｎｄＮｉｔｒｏｇｅｎＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｕｍｍｅｒＭａｉｚｅＬｉＪｉａ１ꎬ２ꎬＷａｎｇＹｉ３∗ꎬＸｉａｏＲｏｎｇ２ꎬＬｉＬｉａｎｇ４ꎬＷａｎｇＹｕｅ２ꎬＺｈａｎｇＨｕｉ２ꎬＬｉＺｏｎｇｘｉｎ２ꎬＱｉａｎＸｉｎ２ꎬＷａｎｇＬｉａｎｇ２ꎬＳｕＹｕｘｉａｏ４ꎬＧａｏＹｉｎｇｂｏ２ꎬＬｉｕＫａｉｃｈａｎｇ２(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙꎬＱｉｎｇｄａｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＱｉｎｇｄａｏ２６６１０９ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷｈｅａｔａｎｄＭａｉｚｅꎬＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＪｉｎａｎ２５０１００ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＱｉｈｅＢｕｒｅａｕｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＲｕｒａｌＡｆｆａｉｒｓꎬＱｉｈｅ２５１１９９ꎬＣｈｉｎａꎻ４.ＤｏｎｇｐｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒꎬＤｏｎｇｐｉｎｇ２７１５９９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｃｌａｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｏｎｇｒｏｗｔｈꎬｙｉｅｌｄａｎｄｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅꎬｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈＤｅｎｇｈａｉ６０５(ＤＨ６０５)ａｎｄＺｈｅｎｇｄａｎ９５８(ＺＤ９５８)ａｓｔｅｓｔｍａｔｅｒｉａｌｓ.Ｆｏｕｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｓｅｔａｓｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａ￣ｔｉｏｎ(ＦＰ)ꎬｓｐｒｉｎｋｌｅｒｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ＋ｓｅｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ(ＳＮ)ꎬｓｐｒｉｎｋｌｅｒｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ＋ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ(ＳＦ１００％)ꎬｓｐｒｉｎｋｌｅｒｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ＋ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ＋２０％ｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ(ＳＦ８０％)ꎬａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｏｎｄｒｙｍａｔｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎꎬｙｉｅｌｄａｎｄｉｔｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓꎬｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ(ＷＵＥ)ａｎｄｐａｒｔｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ(ＰＦＰＮ)ｏｆｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅｗｅｒｅｓｔｕｄ￣ｉｅｄ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｙｉｅｌｄꎬｄｒｙｍａｔｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｒａｔｅꎬＷＵＥａｎｄＰＦＰＮｏｆｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｖａｒｉｅｔｙꎬｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｔｗｏ￣ｙｅａｒａｖｅｒａｇｅｙｉｅｌｄꎬＷＵＥａｎｄＰＦＰＮｗｅｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｕｎｄｅｒＳＦ８０％ｔｒｅａｔｍｅｎｔ.ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆＦＰꎬＳＮａｎｄＳＦ１００％ꎬｕｎｄｅｒｔｈｅＳＦ８０％ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬｔｈｅｔｗｏ￣ｙｅａｒａｖｅｒａｇｅｙｉｅｌｄｏｆＤＨ６０５ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１４.５５％ꎬ７.６６％ａｎｄ２.２６％ꎬｗｈｉｌｅｔｈａｔｏｆＺＤ９５８ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ３５.９３％ꎬ１５.２４％ａｎｄ７.８４％ꎻｔｈｅＷＵＥｏｆＤＨ６０５ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２３.７３％ꎬ１２.６１％ａｎｄ８.８６％ꎬｗｈｉｌｅｔｈａｔｏｆＺＤ９５８ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ４０.８１％ꎬ２１.７９％ａｎｄ１１.１３％ꎻｔｈｅＰＦＰＮｏｆＤＨ６０５ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ４３.１９％ꎬ３４.５８％ａｎｄ２７.８２％ꎬｗｈｉｌｅｔｈａｔｏｆＺＤ９５８ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ６９.９１％ꎬ４４.０５％ａｎｄ３４.８０％.ＩｎｓｕｍｍａｒｙꎬＳＦ８０％ｃｏｕｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅｙｉｅｌｄａｎｄｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｆｉ￣ｃｉｅｎｃｙꎬａｎｄｔｈｅｎａｃｈｉｅｖｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｙｉｅｌｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＳｕｍｍｅｒｍａｉｚｅꎻＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｓꎻＷａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎻＹｉｅｌｄ㊀㊀黄淮海平原是我国夏玉米主产区ꎬ其播种面积和产量分别占全国的３１.６６％和３１.０６％ꎬ对保障国家粮食安全具有重要意义[１]ꎮ该区夏玉米灌溉方式多以大水漫灌为主ꎬ加上 一炮轰 的施肥方式ꎬ造成水分和肥料利用率均降低[２－６]ꎮ玉米是黄淮海区主要农作物之一[７]ꎬ水分和氮素是影响玉米高产的两个关键因素ꎬ两者即相互促进又相互制约ꎬ合理的水氮措施可促进耦合效应的发生ꎬ是实现玉米绿色㊁高产㊁高效的重要途径[８－９]ꎮ因此ꎬ针对黄淮海灌溉区水资源紧缺㊁水肥利用效率低等问题ꎬ亟需优化水氮管理措施ꎬ最大程度发挥水氮耦合效应的正交互作用ꎬ达到 以水促肥 和 以肥调水的目的 ꎬ以实现夏玉米高产高效生产ꎮ与传统畦灌相比ꎬ喷灌可精准控制灌水时间和灌水量ꎬ且灌水均匀度高[１０]ꎮ研究表明ꎬ不同灌溉条件下玉米的干物质积累和养分吸收表现为滴灌最优ꎬ喷灌次之ꎬ漫灌最差[１１]ꎮ与漫灌相比ꎬ微喷灌能促进玉米干物质积累和籽粒灌浆ꎬ且微喷灌减肥２０％与常规施肥条件下的玉米干物质积累无显著差异[１２]ꎮ近年来ꎬ关于水氮互作效应对作物生长㊁产量和水氮利用影响的研究较多[１３－１６]ꎮ前人研究表明ꎬ水㊁氮配合可以提高玉米的产量和经济效益ꎬ水㊁肥利用效率也显著提高[１７]ꎮ水肥一体化条件下减氮２０％仍能获得与传统施肥模式(３１５ｋｇＮ/ｈｍ２)相当的玉米产量[１８]ꎬ可见水肥配合是玉米高产稳产的重要措施ꎮ前人关于优化玉米水㊁氮管理措施的研究多集中于常规灌溉施肥和滴灌水肥一体化上ꎬ且多以单因素研究为主ꎬ而关于喷灌水肥一体化对玉米生长发育及其水氮耦合效应的研究鲜见报道ꎮ本试验就不同灌溉方式和氮肥施用方式对夏玉米生长㊁产量和水氮利用的影响进行研究ꎬ旨在为黄淮海灌溉区夏玉米水肥一体化技术模式的应用推广提供理论依据ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀试验概况供试品种为郑单９５８(ＺＤ９５８)和登海６０５(ＤＨ６０５)ꎮ试验于２０１９年６月至２０２０年１０月在泰安市东平县禾丰优质小麦种植专业合作社(３５ʎ５７ᶄ５２ᵡＮꎬ１１６ʎ２１ᶄ２７ᵡＥ)进行ꎮ试验地位于温带大陆季风性气候区ꎬ土壤类型为褐土ꎬ肥力均匀ꎮ土壤理化性质为有机质含量１５.６ｇ/ｋｇ㊁全氮１.０４ｍｇ/ｇ㊁碱解氮８１.２１ｍｇ/ｋｇ㊁速效钾２１３.１５ｍｇ/ｋｇ㊁速效磷５３.２９ｍｇ/ｋｇꎮ２０１９年和２０２０年玉米生育期内累计降雨量分别为２７３.９５ｍｍ和４８２.１３ｍｍꎮ１.２㊀试验设计试验采用裂区设计ꎬ灌溉施肥方式为主区ꎬ品种为副区ꎮ小区面积５０ｍ２ꎬ小区之间留１.５ｍ走道ꎮ设４个处理ꎬ农户常规灌溉施肥模式(ＦＰ):大水漫灌＋种肥同播ꎬ缓控释肥(ＮʒＰ２Ｏ５ʒＫ２Ｏ＝２６ʒ１１ʒ１１)７５０ｋｇ/ｈｍ２ꎻ喷灌＋种肥同播(ＳＮ):缓控释肥(ＮʒＰ２Ｏ５ʒＫ２Ｏ＝２６ʒ１１ʒ１１)７５０ｋｇ/ｈｍ２ꎻ喷灌＋水肥一体化(ＳＦ１００％):磷钾肥做基肥一次性５０１㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀李佳ꎬ等:不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响施入(Ｐ２Ｏ５８２.５ｋｇ/ｈｍ２ꎬＫ２Ｏ８２.５ｋｇ/ｈｍ２)ꎬ氮肥尿素(Ｎ４６％)按４ʒ６分为种肥与大喇叭口期追肥施入ꎻ喷灌＋水肥一体化＋减氮２０％(ＳＦ８０％):磷钾肥做基肥一次性施入ꎬ氮肥尿素(Ｎ４６％)按４ʒ６分为种肥与大喇叭口期追肥施入ꎮ试验分别于２０１９年６月２３日和２０２０年６月２３日播种ꎬ播种密度７５０００株/ｈｍ２ꎬ分别于２０１９年１０月５日和２０２０年１０月５日收获ꎬ其他管理措施同常规大田ꎮ试验设计及灌水量和施氮量见表１ꎮ㊀㊀表１㊀不同处理的灌水量及施氮量设计处理氮肥种类播种期水/ｍｍ氮/(ｋｇ/ｈｍ２)大喇叭口期水/ｍｍ氮/(ｋｇ/ｈｍ２)合计水/ｍｍ氮/(ｋｇ/ｈｍ２)ＦＰ缓控释肥７０１９５００７０１９５ＳＮ缓控释肥６０１９５００６０１９５ＳＦ１００％尿素６０７８４０１１７１００１９５ＳＦ８０％尿素６０６２.４４０９３.６１００１５６１.３㊀测定项目及方法１.３.１㊀考种及测产㊀每个小区选取有代表性的玉米２行(每行５ｍ)ꎬ记录有效穗数ꎬ取回所有果穗脱粒称重ꎮ采用均重法选取３０穗用于室内考种ꎬ测定果穗穗长㊁秃尖长㊁穗粗㊁穗行数㊁行粒数ꎬ脱粒后测定千粒重和籽粒含水率ꎬ计算实际产量(按１４％含水率折算)ꎮ１.３.２㊀植株干物质积累㊀于播种后３５ｄ(大喇叭口期)㊁５０ｄ(吐丝期)和６５㊁８０㊁１０５ｄ(成熟期)分别选取有代表性的植株３株ꎬ于１０５ħ下杀青３０ｍｉｎꎬ然后在８０ħ下烘干至恒重称重ꎮ１.３.３㊀水分利用效率㊀在播种前和收获后ꎬ每２０ｃｍ为一层ꎬ取０~１００ｃｍ间共５层土样ꎬ根据下面公式计算水分利用效率(ＷＵＥ)[１９]ꎮΔＳ(ｍｍ)＝１０ΣρｉＨｉ(θｉ１－θｉ２)ꎬｉ＝１ꎬ２ꎬ ꎬｎꎻ农田耗水量ＥＴｃ(ｍｍ)＝Ｉ＋ＰʃΔＳ＋ＫꎻＷＵＥ[ｋｇ/(ｈｍ２ ｍｍ)]＝ＹＥＴｃꎮ式中:ΔＳ为土壤蓄存水变化量ꎬｉ为土层编号ꎬｎ为总土层数ꎬρｉ为第ｉ层土壤干土容重ꎬＨｉ为第ｉ层土壤厚度ꎬθｉ１和θｉ２分别为第ｉ层土壤播前和收获时的含水量ꎬ以占干土重的百分数计ꎻＥＴｃ为玉米生育期间农田耗水量ꎬＩ为生育期内的灌水量ꎬＰ为生育期内有效降水量ꎬＫ为时段内的地下水补给量(当地下水埋深大于２.５ｍ时ꎬＫ值可以忽略不计)ꎻＹ为籽粒产量ꎮ１.３.４㊀氮肥偏生产力㊀氮肥偏生产力(ＰＦＰＮꎬｋｇ/ｋｇ)＝籽粒产量/施氮量ꎮ１.４㊀数据处理与分析采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ和ＳｉｇｍａＰｌｏｔ１２.５软件对数据进行整理及作图ꎬ采用ＳＰＳＳ１９.０软件对数据进行差异显著性分析(Ｐ<０.０５)ꎮ２㊀结果与分析２.１㊀年份㊁品种及不同灌溉施肥方式及其互作与夏玉米产量及其构成㊁氮肥偏生产力和ＷＵＥ的方差分析方差分析结果(表２)表明ꎬ除品种对穗粒数(ＫＮ)㊁穗数(ＥＮ)和水分利用效率(ＷＵＥ)无显著影响外ꎬ年份㊁品种和灌溉施肥方式对产量(ＧＹ)㊁千粒重(ＴＧＷ)㊁穗粒数㊁穗数㊁氮肥偏生产力(ＰＦ￣ＰＮ)和水分利用效率均具有极显著影响ꎮ互作效应分析表明ꎬ除年份和品种互作对ＧＹ㊁ＰＦＰＮ和ＷＵＥꎬ年份和灌溉施肥方式互作对ＧＹ㊁ＫＮ㊁ＥＮ和ＰＦＰＮꎬ年份㊁品种和灌溉施肥方式互作对ＧＹ㊁ＥＮ㊁ＰＦＰＮ和ＷＵＥ无显著影响外ꎬ其余年份㊁品种和灌溉施肥方式间的互作对其他指标均具有显著影响ꎮ㊀㊀表２㊀年份㊁品种和灌溉施肥方式及三者的交互作用㊀㊀㊀对夏玉米产量㊁产量构成㊁氮肥㊀㊀㊀偏生产力及ＷＵＥ的影响项目ＧＹＴＧＷＫＮＥＮＰＦＰＮＷＵＥ年份∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗品种∗∗∗∗∗ｎｓｎｓ∗ｎｓ灌溉施肥方式∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗年份ˑ品种ｎｓ∗∗∗∗∗ｎｓｎｓ年份ˑ灌溉施肥方式ｎｓ∗∗ｎｓｎｓｎｓ∗∗∗品种ˑ灌溉施肥方式∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗年份ˑ品种ˑ灌溉施肥方式ｎｓ∗∗∗∗ｎｓｎｓｎｓ㊀㊀注:∗㊁∗∗㊁∗∗∗分别表示在０.０５㊁０.０１㊁０.００１水平上影响显著ꎬｎｓ表示无显著影响ꎮ６０１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀２.２㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米产量及产量构成的影响由表３可见ꎬ喷灌分次施肥处理(ＳＦ)可显著提高ＤＨ６０５和ＺＤ９５８的产量ꎬＳＦ８０％和ＳＦ１００％处理间(除２０１９年的ＺＤ９５８外)无显著差异ꎮ与ＦＰ㊁ＳＮ和ＳＦ１００％处理相比ꎬＳＦ８０％处理下ＤＨ６０５两年平均产量分别提高１４.５５％㊁７.６６％和２.２６％ꎬＺＤ９５８分别提高３５.９３％㊁１５.２４％和７.８４％ꎻ穗数和穗粒数变化均与产量的变化趋势相同ꎬ均表现为ＳＦ８０％处理高于其他处理ꎮ这说明喷灌分次施肥处理通过增加穗数和穗粒数ꎬ最终增加产量ꎮ２.３㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米植株干物质积累速率的影响由图１可知ꎬ夏玉米的植株干物质积累速率㊀㊀表３㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米产量及产量构成的影响年份品种处理产量/(ｋｇ/ｈｍ２)千粒重/ｇ穗粒数穗数/(千穗/ｈｍ２)２０１９２０２０ＤＨ６０５ＺＤ９５８ＤＨ６０５ＺＤ９５８ＦＰ９６９０.５４ｃ３０６.８７ｃ５４３.０８ｂ６２.７８ｂＳＮ１０７４９.６２ｂ３３４.０２ａｂ５５４.９０ｂ６３.８９ａｂＳＦ１００％１１５８４.３７ａ３４２.４８ａ５５５.１２ｂ６４.４４ａｂＳＦ８０％１１９７７.０５ａ３２５.５６ｂ５７１.５７ａ６７.２２ａＦＰ８８７１.３８ｃ３１７.０２ａ４８５.８６ｃ６２.２２ｂＳＮ１０８６５.１５ｂ３２１.９１ａ５４１.４５ｂ６３.３３ｂＳＦ１００％１１０５４.４３ｂ３２６.７７ａ５５１.１４ｂ６９.１７ａＳＦ８０％１２６３２.８６ａ３１７.１４ａ５７４.５３ａ７２.２２ａＦＰ１２７１４.５０ｂ３５４.６６ｂ５６１.３３ａ６５.３７ｂＳＮ１３０８９.１０ａｂ３４９.７９ｂ５６４.６７ａ６７.５０ｂＳＦ１００％１３５１４.９３ａ３６７.８４ａ５７０.６７ａ７０.００ａｂＳＦ８０％１３６８８.４８ａ３５１.８０ｂ５９２.００ａ７２.２２ａＦＰ１０６９８.２６ｃ３３５.４９ｂ５３８.６７ｂ６２.９６ｂＳＮ１２２１８.４２ｂ３５０.６９ａ５６０.００ｂ６４.１７ｂＳＦ１００％１３６１２.５４ａ３２０.５８ｃ６０１.３３ａ７１.６７ａＳＦ８０％１３９６８.２２ａ３２４.９５ｂｃ６０５.３３ａ７１.６７ａ㊀㊀注:相同年份同一品种的同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(Ｐ<０.０５)ꎮ图１㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米植株干物质积累速率的影响７０１㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀李佳ꎬ等:不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响随生育进程呈现先上升后下降的趋势ꎬ在播种后５０~６５ｄ之间达到最大值ꎮ播种后５０~６５ｄꎬＳＦ８０％处理明显提高ＤＨ６０５和ＺＤ９５８的干物质积累速率ꎬＤＨ６０５的干物质积累速率(两年平均)较ＦＰ㊁ＳＮ和ＳＦ１００％处理分别提高３５.９９％㊁１７.５９％和１１.００％ꎬＺＤ９５８(两年平均)分别提高６１.６８％㊁３８.２６％和１２.９９％ꎮ２.４㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米水分利用效率的影响由图２可知ꎬ喷灌分次施肥处理(ＳＦ)可显著提高ＤＨ６０５和ＺＤ９５８的水分利用效率ꎬ且ＳＦ８０％处理显著高于ＳＦ１００％处理(２０１９年的ＤＨ６０５除外)ꎮ与ＦＰ㊁ＳＮ和ＳＦ１００％处理相比ꎬＳＦ８０％处理下ＤＨ６０５的水分利用效率(两年平均)分别提高２３.７３％㊁１２.６１％和８.８６％ꎬＺＤ９５８(两年平均)分别提高４０.８１％㊁２１.７９％和１１.１３％ꎮ２.５㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米氮肥偏生产力的影响由图３可知ꎬＳＦ８０％处理下ꎬＤＨ６０５和ＺＤ９５８的氮肥偏生产力均显著提高ꎬ与ＦＰ㊁ＳＮ和ＳＦ１００％处理相比ꎬＤＨ６０５(两年平均)分别提高４３.１９％㊁３４.５８％和２７.８２％ꎬＺＤ９５８(两年平均)分别提高６９.９１％㊁４４.０５％和３４.８０％ꎮ柱上不同小写字母表示同一品种不同处理间差异显著(Ｐ<０.０５)ꎬ下同ꎮ图２㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米水分利用效率的影响图３㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米氮肥偏生产力的影响３㊀讨论合理的水氮运筹可有效发挥水氮耦合效应ꎬ促进玉米对水分和养分的高效利用ꎬ实现玉米高产稳产[２０－２１]ꎮ灌溉施肥方式对作物生长发育具有很大影响ꎬ实际生产中种植户多采用大水漫灌和 一炮轰 的灌溉施肥方式ꎮ该模式加大了肥料淋溶损失ꎬ同时增加植株倒伏和后期脱肥风险ꎬ不利于玉米高产高效生产[２２－２４]ꎮ传统滴灌方式存在造价高㊁喷头易堵塞和轮作困难等缺点ꎬ喷灌水肥一体化技术同时兼具节水㊁节肥㊁轻便㊁低价㊁高效和易推广等优点ꎬ对提高夏玉米产量㊁水肥利用效率和缓解水资源短缺等方面具有重要作用[２５]ꎮ前人研究表明ꎬ适宜灌水量下ꎬ减少氮肥投入有利于提高玉米产量及水氮利用效率ꎬ实现节水节肥㊁增产增效[２６]ꎮ总施氮量为２４０ｋｇ/ｈｍ２时ꎬ微喷灌水肥一体化处理相比常规灌溉施肥的小麦产量提高３.３２％~９.８７％ꎬ当氮肥减施２０％以８０１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀内时ꎬ产量增加１.４２％~６.６０％[２７]ꎮ本试验条件下ꎬＳＦ８０％和ＳＦ１００％处理下的穗粒数㊁单位面积穗数和产量显著高于ＦＰ和ＳＮ处理ꎬＳＦ８０％和ＳＦ１００％处理间的穗数㊁穗粒数和产量无显著差异(２０１９年的穗粒数及２０１９年ＺＤ９５８的产量除外)ꎮ综上表明ꎬ合理的灌溉施肥方式可提高夏玉米单位面积穗数和穗粒数ꎬ进而提高产量ꎮ玉米的干物质积累量与产量有密切联系[２８]ꎮ有研究表明ꎬ大水漫灌会导致中下层土壤保持较高的土壤水分ꎬ根区通透性变差ꎬ氧气扩散率降低ꎬ从而抑制根系及植株生长[２９－３０]ꎮ杨明达等[３０]研究表明ꎬ喷灌模式显著提高吐丝后干物质积累量及其对籽粒的贡献率ꎬ而干物质积累速率决定着干物质积累量的多少[３１]ꎮ本研究结果表明ꎬ播种后５０ｄ(吐丝期)到播种后６５ｄ期间各处理的干物质积累速率差异显著ꎬＳＦ８０％和ＳＦ１００％处理的明显高于ＦＰ和ＳＮ处理ꎬＳＦ８０％和ＳＦ１００％处理间差异较小ꎮ说明水肥一体化喷灌模式可提高玉米的干物质积累速率ꎬ从而增加玉米的干物质积累量和产量ꎮ水肥一体化可基于作物水肥需求规律实现水肥同步供应ꎬ能有效促进作物生长发育ꎬ提高水肥利用效率[３２]ꎮ研究表明ꎬ水肥一体滴灌相对于大水漫灌改善了土壤通透性ꎬ提高养分利用效率[３３]ꎮ杜君[３４]㊁李升东[３５]等研究发现ꎬ与常规漫灌相比ꎬ采用滴灌水肥一体化技术可使玉米增产５.３２％~６.１３％ꎬ水分利用效率提高３６.１０％~３９.４２％ꎬ氮肥利用率提高３７.５６％~３５.２９％ꎮ本研究中水分利用效率和氮肥偏生产力均表现为喷灌(ＳＦ８０％㊁ＳＦ１００％和ＳＮ)处理优于传统灌溉施肥模式(ＦＰ)ꎬ说明喷灌及喷灌水肥一体化可促进夏玉米水分及氮肥的吸收利用ꎻＳＦ８０％处理的水分利用效率和氮肥偏生产力显著高于ＦＰ㊁ＳＮ和ＳＦ１００％处理(２０１９年ＤＨ６０５的ＷＵＥ除外)ꎬ表明喷灌水肥一体化模式下减氮２０％可显著提高水分和氮肥的利用率ꎮ４㊀结论相比传统灌溉施肥模式ꎬ喷灌水肥一体化模式可显著提高夏玉米的干物质积累速率㊁水分利用效率和氮肥偏生产力及产量ꎻ减氮２０％可在保证干物质积累速率及产量不降低的同时显著提高水分利用效率及氮肥偏生产力ꎮ喷灌＋水肥一体化＋减氮２０％可以作为黄淮海区夏玉米节水减氮生产的灌溉施肥模式ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀国家统计局.中国统计年鉴[Ｍ].北京:中国统计出版社ꎬ２０２０.[２]㊀曲文凯ꎬ徐学欣ꎬ郝天佳ꎬ等.施氮量对滴灌冬小麦－夏玉米周年产量及氮素利用效率的影响[Ｊ].植物营养与肥料学报ꎬ２０２２ꎬ２８(７):１２７１－１２８２.[３]㊀ＪｕＸＴꎬＸｉｎｇＧＸꎬＣｈｅｎＸＰꎬｅｔａｌ.ＲｅｄｕｃｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｉｓｋｂｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｉｎｔｅｎｓｉｖｅＣｈｉｎｅｓｅａｇｒｉｃｕｌ￣ｔｕｒａｌｓｙｓｔｅｍｓ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉ￣ｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａꎬ２００９ꎬ１０６(９):３０４１－３０４６.[４]㊀ＧｕＢＪꎬＪｕＸＴꎬＣｈａｎｇＪꎬｅｔａｌ.ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｒｅａｃｔｉｖｅｎｉｔｒｏｇｅｎｂｕｄｇｅｔｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｔｒｅｎｄｓｉｎＣｈｉｎａ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＮａ￣ｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａꎬ２０１５ꎬ１１２(２８):８７９２－８７９７.[５]㊀ＭｅｎｇＱＦꎬＹｕｅＳＣꎬＨｏｕＰꎬｅｔａｌ.Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｙｉｅｌｄａｎｄｎｉｔｒｏ￣ｇｅｎｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｆｏｒｍａｉｚｅａｎｄｗｈｅａｔｉｎＣｈｉｎａꎬａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ｐｅｄｏｓｐｈｅｒｅꎬ２０１６ꎬ２６(２):１３７－１４７. 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冬小麦夏玉米种植制度中节水管理的应用和氮肥用量对作物产量以及水分利用率的影响摘要：盈亏灌溉(DI)是一种灌溉用水总量低于作物全部水分需求的节水灌溉策略。
有些研究人员认为如果盈亏灌溉节水与水利或者集雨技术联合使用会更大的增加水的利用效率。
这六年田间研究的目标是比较在冬小麦夏玉米轮作中盈亏灌溉结合秸秆地膜(SM)或塑料薄膜覆垄与秸秆地膜犁沟(RF)对籽粒产量和水分利用效率的影响。
还研究了节水管理措施和氮肥水平之间的相互作用。
结果表明，在RF + DI 和SM + DI处理下的是盈亏灌溉DI和常规沟灌(CFI)处理下的 1.6倍。
在六年的研究中，在RF + DI处理下的玉米总的产量比在CFI处理下高5580 kg/ha，比在DI 处理下的产量高了6500 kg/ha。
在RF + DI和SM + DI处理下的小麦产量与CFI处理下的产量相近但略高于在DI处理下的产量。
收获时，RF + DI，SM + DI，DI，CFI的不同处理下0-200cm土壤中的含水量没有明显的不同。
与未做施肥处理的相比，施用氮肥的玉米和小麦的产量得到了显著的增加；然而，当施氮量超过了120 kg N /ha后则产量没有进一步的提升。
总之，这些结果表明在冬小麦夏玉米轮作中，DI与SM或RF措施相结合会增加作物产量和水分利用率。
与CFI措施相比，SM + DI和RF+ DI措施在六年的时间里减少了约350mm灌溉用水。
1、引言在过去的一个世纪里，扩大灌溉在世界粮食增产中发挥了重要作用。
目前，灌溉用水超过全球淡水消耗量的60%。
在西亚和北非等水资源缺乏的地方，灌溉用水占总用水量的75%。
农业淡水水资源配置需要减少，以确保未来的国内需求得到满足，特别是在缺水的地区。
与此同时，世界粮食需求预计在2005-2050间将翻一番。
用更少的水来增加粮食生产是很重要的。
在许多地方，盈亏灌溉是一种用以减少用水量，提高水分利用效率的优化策略。
在盈亏灌溉系统中，灌溉用水总量低于作物全部水分需求。
