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【目的】过量灌溉和施氮肥会导致土壤水分深层渗漏和氮素淋洗,是滴灌农田水氮无效损失的重要途径,地下防渗可有效减少土壤水分深层渗漏和氮素淋洗,提高水氮利用效率。通过三年田间定位试验,明确地下防渗对滴灌棉田土壤水分和无机氮运移及分布特征,探讨地下防渗对棉花根系生长、干物积累和氮素吸收的影响,阐明不同水氮管理措施下地下防渗对滴灌棉花产量、水氮利用率的影响,为提高滴灌棉田水氮利用及地下防渗的合理应用提供理论依据。【方法】2015-2017年开展田间小区试验,包括不同灌水量和防渗膜埋深试验和不同施氮量和防渗膜埋深试验。灌水量和防渗膜埋深试验,灌水量设3灌溉量设为3个水平为:100%、80%、60%ETc,分别用ET1.0、ET0.8、ET0.6表示;地下防渗设置3个处理分别为:对照（无防渗膜）、防渗膜埋深40 cm、60 cm（分别用CK、D40、D60表示）。施氮量和防渗膜埋深试验,设置不同施氮量和防渗膜埋深两因素,施氮量为0和360kg·hm-2（分别用N0和N360表示）;3个防渗膜埋深分别为对照、40 cm和60 cm（分别用CK、D40、D60表示）。【主要结果】（1）地下防渗（埋深40、60 cm）0-60 cm土壤含水量和净贮水量显著高于对照。中、高灌水量（ET1.0和ET0.8）处理土壤水分深层渗漏量（100 cm土层以下）较低灌水量（ET0.6）处理分别增加了5.7倍和16.3倍。高灌水量（ET1.0）处理土壤深层（0-100 cm）水分渗漏量在14-62 mm之间,占灌水总量的3%-15%。地下防渗在低灌水量（ET0.6）下对水分深层渗漏量影响不显著;中、高灌水量下（ET0.8、ET1.0）,D40和D60处理水分渗漏损失量较CK分别减少64%和72%、38%和76%。地下防渗（D40和D60）显著减少了低灌水量下（ET0.6）的棉田蒸散量,而D60则显著增加了高灌水量下（ET1.0）的棉田蒸散量。（2）D40、D60处理分别显著增加20-40 cm、20-60 cm土层土壤无机氮含量;而60-100cm土层NO3--N含量表现为地下防渗（D40、D60）显著低于对照。灌水、施氮均显著增加无机氮淋洗量。高灌水量（ET1.0）下无机氮淋洗量在4.0-28.6 kg N·hm-2之间。施氮（N360）条件下无机氮淋洗量在0.3-27.6kg N·hm-2之间,占施N量的2.2%-7.7%。地下防渗显著减少无机氮淋洗。ET0.6、ET0.8条件下,D40和D60处理间无机氮淋洗量差异不大,均显著低于对照,分别减少74%和73%、72%和77%;ET1.0条件下,D40、D60处理无机氮淋洗量较CK分别减少45%、78%。氨挥发总量在在8-26 kg N·hm-2之间,占施N量的6.3%-7.3%。D40处理氨挥发在施氮肥（N360）条件下显著高于CK和D60,CK和D60处理间差异不显著。（3）地下防渗处理（D40、D60）在中、低灌水量（ET0.6和ET0.8）显著增加棉花总根重、平均根长密度、根表面积和根体积;而高灌水量（ET1.0）下,棉花总根重、平均根长密度、根表面积和根体积均表现为D60>CK>D40。施氮肥显著增加根重和根系活力,减少了平均根长密度、根表面积、根体积和根平均直径。不施氮肥（N0）条件下,D40、D60均显著增加总根重、平均根长密度;在施氮后（N360）D60处理总根重、平均根长密度、根表面积和根体积显著高于CK和D40处理,CK和D40处理间差异不显著。在20-40 cm土层D40、D60根重、根长密度和根系活力显著高于CK处理。在40-60 cm土层根重、根长密度和根系活力均表现为D60>CK>D40（P<0.05）。而在60-100 cm土层D60、D40处理根重、根长密度和根系活力均显著低于CK处理。在低灌水量条件下,地下防渗（D40、D60）显著增加表层（0-20 cm）根重和根长密度;而高灌水量下,CK、D40处理间0-20 cm土层根重和根长密差异不显著,均低于D60处理。施氮后,D40处理0-10 cm土层根重显著低于CK和D60处理,而CK和D60处理间差异不显著。（4）灌水、施氮均显著增加棉花干物质重、氮素吸收和产量,但中、高灌水量（ET0.8和ET1.0）处理间根冠比和产量差异不显著。各灌水量下WUE表现为:ET0.8>ET1.0>ET0.6。IWUE随着灌水量的增加而显著降低。地下防渗（D40、D60）在中低灌水量、不施氮条件下均促进棉花干物积累和氮素吸收,提高棉花产量和水分利用率;但D40、D60处理间差异不显著。D60在高灌水量、施氮条件下显著提高棉花干物质重、氮素吸收、产量、水氮分利用率,D40与CK处理无显著差异。【结论】灌水量过高导致土壤水分深层渗漏和无机氮淋洗增加,棉花无明显增产效应,导致水分利用率降低;增施氮肥显著增加无机氮淋洗和氨挥发损失。地下防渗（埋深40 cm、60 cm）分别显著增加防渗膜以上（20-40 cm、20-60 cm）土层土壤含水量和无机氮含量,减少土壤水分深层渗漏损失和无机氮淋洗。在高灌水量和施氮条件下,水氮淋洗量随防渗膜埋深的增加而显著减少;地下防渗埋深40 cm显著增加氨挥发,不利于根系生长,对棉花氮素吸收、产量和水氮利用影响不大。而地下防渗埋深60 cm显著促进20-60 cm土层根系生长,增加棉花干物质积累和氮素吸收,从而显著提高了棉花产量和水氮利用率。