【摘 要】
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华北平原传统灌溉与施肥方式导致玉米水分利用效率和氮肥利用效率偏低。为实现玉米稳产高产和水氮资源高效利用,于2020-2021年在山东省泰安市开展了微喷灌水肥一体化条件下氮肥减施对夏玉米土壤水氮分布、生长发育、籽粒产量和水氮利用效率的影响研究。试验以畦灌和传统施肥模式为对照（CK）,微喷灌水肥一体化处理依据0～20cm土层含水率进行补灌,设置5个施氮量(WN240:240 kg/hm~2、WN210
【基金项目】
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山东省重大科技创新工程项目“小麦-玉米周年水肥精准调控关键技术研发与集成示范”（2019JZZY010716）； 山东省重点研发计划“玉米微喷补灌水肥一体化关键技术研究与示范”（2018GNC111007）；
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华北平原传统灌溉与施肥方式导致玉米水分利用效率和氮肥利用效率偏低。为实现玉米稳产高产和水氮资源高效利用,于2020-2021年在山东省泰安市开展了微喷灌水肥一体化条件下氮肥减施对夏玉米土壤水氮分布、生长发育、籽粒产量和水氮利用效率的影响研究。试验以畦灌和传统施肥模式为对照（CK）,微喷灌水肥一体化处理依据0～20cm土层含水率进行补灌,设置5个施氮量(WN240:240 kg/hm~2、WN210:210 kg/hm~2、WN180:180 kg/hm~2、WN150:150 kg/hm~2、WN0:0 kg/hm~2);补灌时期为夏玉米播种时及拔节期、大喇叭口期和吐丝期开始时,对应的灌水控制下限分别为田间持水量的70%、60%、65%和65%,上限均为田间持水量,施氮时期与补灌一致,施氮比例为1:2:5:2,施氮方式为随灌溉水施入。对照处理仅在播种后进行1次灌水,灌水方式为地面畦灌;施氮量为270 kg/hm~2,氮肥50%种肥同播,50%在大喇叭口期雨前撒施。取得的主要结果如下:（1）微喷补灌水肥一体化条件下,同一时期各处理夏玉米0-100 cm土层土壤水分与硝态氮剖面分布特征基本一致,随着施氮量的增加,土壤含水率总体上呈现降低趋势,而硝态氮含量呈增大的趋势。随着玉米生育进程的推进,各处理土壤含水率和硝态氮含量分别呈现了增大和减小的趋势。2021年玉米收获时,与高氮处理(WN240)相比,WN210、WN180、WN150和WN0处理0～100 cm土层硝态氮残留量分别显著降低15.36%、32.90%、38.62%和50.77%。（2）微喷补灌水肥一体化条件下增加施氮量能促进玉米株高、茎粗、叶面积指数、地上部干质量等生长指标,但当施氮量增加到一定程度（180 kg/hm~2）后,其促进作用减弱,与高氮处理(WN240)相比,WN210和WN180处理玉米的各项形态发育指标均无显著差异。微喷补灌水肥一体化在减少施氮量的同时仍能保证玉米正常生长发育,与CK处理相比,WN180、WN210和WN240处理玉米的株高、茎粗、叶面积指数等指标无显著差异。玉米营养器官干物质转运量、转运效率及转运对籽粒的贡献率随着施氮量的增加均表现为先增大后减小的趋势,最大值对应的施氮量为180～210 kg/hm~2。与CK处理相比,WN180、WN210和WN240处理的玉米营养器官干物质转运量、转运效率及转运量对籽粒的贡献率均有所增加,其中,WN180处理的营养器官干物质转运量、转运效率及对籽粒的贡献率分别显著提高10.40%～23.19%、10.80%～18.11%和13.66%～26.16%。（3）微喷补灌水肥一体化条件下,施氮量和年份对夏玉米成熟期植株氮素积累量具有极显著影响,二者互作对其有显著影响。随着施氮量的增加,玉米全株氮素积累量逐渐增加,但氮素转运量、氮素转运效率、氮素转运对籽粒的贡献率呈现先增后减的趋势,最大值对应处理的施氮量为180～210 kg/hm~2。微喷补灌水肥一体化能促进玉米植株对氮素的吸收利用,与CK处理相比,WN240、WN210和WN180处理可以明显增加玉米叶片、籽粒和整株的氮素积累量,同时有效提高了氮素转运量、氮素转运效率和氮素转运对籽粒的贡献率。（4）微喷补灌水肥一体化条件下施氮量对玉米籽粒产量具有极显著影响,年份及二者互作对籽粒产量无显著影响。随着施氮量的增加,玉米籽粒产量呈现了逐渐增大的趋势,与高氮处理(WN240)相比,WN210、WN180、WN150和WN0处理玉米的籽粒产量分别降低3.42%～4.06%、4.41%～5.72%、11.28%～12.77%和20.09%～22.69%,其中WN150和WN0处理与之差异达显著水平。与CK处理相比,WN240、WN210和WN180处理产量无显著差异,但施氮量减少11.11%～33.33%,灌水量减少41.37%～46.25%。（5）微喷补灌水肥一体化条件下,氮肥减施可有效提高玉米氮肥利用效率,与高氮处理(WN240)相比,WN180处理玉米的水分利用效率（WUE）无显著变化,但氮肥偏生产力（NPFP）和氮肥利用率（NUE）分别显著增加25.71%～27.45%和6.27%～13.93%。与CK处理相比,微喷灌条件下WN240、WN210和WN180处理的水氮利用效率均有不同程度的提高,其中,WN180处理的WUE、NPFP、NUE和（氮肥农学利用效率）NAE分别显著增加了5.78%～6.59%、49.23%～54.71%、71.37%～72.10%和45.08%～108.33%。（6）综合考虑夏玉米施氮量、灌水量、籽粒产量、水分利用效率和氮素利用特性等因素,建议试验区夏玉米微喷补灌水肥一体化条件下氮肥运筹方案为:目标湿润土层0～20 cm,施氮量180 kg/hm~2,补灌和施氮时期均为播种当天及拔节期、大喇叭口期和吐丝期开始时,施氮比例为1:2:5:2,补灌的目标含水量为田间持水量。
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