【摘 要】
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春玉米是黄土高原地区种植最为广泛的作物之一,水源的限制以及缺水所导致的氮有效性低是导致其生产力低的关键原因。垄沟覆膜是黄土高原地区重要的种植方式,该种植方式在集雨、保温、保墒等方面作用显著,相比传统平作种植其显著提高作物产量和水分利用效率。施用氮肥是提高该区作物生产力的另一普遍措施,土壤水有效性的改善会促进作物对氮的利用,因此将垄沟覆膜种植与氮肥应用相结合会进一步提高该区作物生产力,然而水肥环境改
【基金项目】
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国家自然科学基金国际合作项目“黄土高原旱地农田水肥高效利用机理研究”（编号:31761143003）；
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春玉米是黄土高原地区种植最为广泛的作物之一,水源的限制以及缺水所导致的氮有效性低是导致其生产力低的关键原因。垄沟覆膜是黄土高原地区重要的种植方式,该种植方式在集雨、保温、保墒等方面作用显著,相比传统平作种植其显著提高作物产量和水分利用效率。施用氮肥是提高该区作物生产力的另一普遍措施,土壤水有效性的改善会促进作物对氮的利用,因此将垄沟覆膜种植与氮肥应用相结合会进一步提高该区作物生产力,然而水肥环境改善的同时往往伴随着较大的倒伏风险。基于此,本研究以黄土高原地区常用春玉米品种“先玉335”为研究对象,采用双因素随机区组设计,设置两种种植方式:P1（平作种植）和P2（垄沟覆膜种植）;两个氮肥施用量:N1(180kg·ha-1)和N2(300 kg·ha-1),探究垄沟覆膜种植和施氮量对土壤水热、春玉米茎秆和根系倒伏、产量和水氮利用效率的影响,深入分析玉米抗倒伏能力对垄沟覆膜种植和氮施用量的响应,为黄土高原雨养春玉米生产中田间管理实践的优化提供参考依据和理论支持。主要研究结果如下:1.2020年和2021年,相比平作种植,垄沟覆膜种植下土壤温度分别增加了1.15℃和0.82℃,0-40 cm土壤含水量提高9.65%和14.93%,相比180 kg·ha-1施氮量,300kg·ha-1施氮量下0-40 cm土壤含水量提高2.65%和7.29%。2.2020年和2021年,相比平作种植,垄沟覆膜种植下春玉米株高分别增加17.29%和13.47%、重心高度增加9.87%和10.41%、穗位高增加17.81%和13.31%、基部第三茎节节间长度增加51.63%和52.25%、地上部鲜重增加44.36%和39.38%。相比180kg·ha-1施氮量,300 kg·ha-1施氮量下春玉米株高分别增加6.46%和2.96%、重心高度增加7.42%和7.87%、地上部鲜重增加16.37%和12.92%、穗位高增加7.25%和3.10%,基部第三茎节节间长度增加12.02%和12.68%。相关性分析表明,春玉米株高、重心高度、基部第三茎节节间长度和地上部鲜重与春玉米的倒伏率呈显著正相关,即垄沟覆膜种植和300 kg·ha-1施氮量会增加春玉米的倒伏风险。3.2020年和2021年,相比平作种植,垄沟覆膜种植通过增加春玉米穗粒数、百粒重和单位面积穗数分别增加了春玉米产量2.76 t·ha-1和2.9 t·ha-1。相比平作种植,垄沟覆膜种植下植株氮累积量显著提高18.62%和33.89%,并且增加了籽粒氮素向茎秆转运,水分利用效率提高33.53%和28.42%。相比180 kg·ha-1施氮量,300 kg·ha-1施氮量下氮总积累量增加9.51%和11.63%,水分利用效率提高10.07%和5.91%。
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