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覆盖措施是西北旱地保水和提高产量的一项重要措施,但增产的机理及对土壤的养分、酶活性效应尚不清楚;本研究依托2012年的定位试验,在陕西省长武县生态试验站开展以春玉米为研究对象的田间试验,设置了无覆盖、秸秆覆盖与地膜覆盖共三个处理,研究了覆盖措施对春玉米地上部生长状况、氮素吸收与土壤中水肥动态分布,并结合微生物的碳氮磷限制对不同覆盖模式的响应,从而为旱作春玉米选择合适的覆盖模式,实现农业高产和资源高效利用,为西北旱地玉米高产高效提供理论依据。主要结论如下:1.地膜覆盖与秸秆覆盖能显著提高春玉米各生育期的SPAD、叶面积指数与株高,提高春玉米的光合能力,使春玉米具有更高的干物质积累优势;与无覆盖处理相比,秸秆覆盖处理两年平均产量与生物量分别提高了8.2%与10.1%,地膜覆盖处理两年平均产量与生物量分别增加为31.7%与42.5%。2.与无覆盖处理相比,秸秆覆盖的营养器官氮素转运量与氮素转运效率分别提高了42.49%与16.17%;地膜覆盖处理的营养器官氮素转运量、氮素转运效率与花后期氮素同化量分别提高67.8%、22.47%与20.4%,通过“源-库”的协同作用来提高籽粒氮素累积量和籽粒产量。秸秆覆盖与地膜覆盖处理较无覆盖处理地上部分植株氮素积累量分别增长为16.1%与45.2%。3.地膜覆盖与秸秆覆盖处理增加春玉米吐丝期前耗水量,提高吐丝期前耗水量与吐丝期后耗水量比例,减弱春玉米花前期受干旱胁迫的影响,与无覆盖处理相比,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的水分利用效率(WUE)分别提高6.1%与12.9%。4.无覆盖处理、秸秆覆盖处理与地膜覆盖处理的0-100cm土层硝态氮累积量分别占0-200cm的硝态氮累积量的52.4%、57.0%与70.3%;秸秆覆盖与地膜覆盖100-200cm的硝态氮累积量较无覆盖处理降低了55.0%与64.7%;地膜覆盖与秸秆覆盖处理显著降低了0-200cm土层土壤硝态氮累积量;覆盖措施减少硝态氮淋溶,减轻地下水污染。5.与无覆盖相比,秸秆覆盖下各时期土壤有机碳和全氮分别增加9.7%和7.8%。地膜覆盖下的有机碳,全氮和全磷分别减少了5.6%,4.8%和2.8%。与无覆盖相比,地膜覆盖下与碳循环和氮循环相关酶活性分别降低了20.5%和5.2%。秸秆覆盖和地膜覆盖下的碱性磷酸酶活性分别提高了2.7%和13.5%。地膜覆盖增加了微生物的磷限制,与无覆盖相比,地膜覆盖的土壤水分和温度分别提高了17.6%与9.0%,从而促进了玉米对土壤速效磷的利用。由于生育前期有机物的快速分解,地膜覆盖物进一步导致了有机碳下降,从而增加了磷对土壤微生物的限制。长期覆盖秸秆会增加土壤有机质,而有机质的分解会释放出有效磷,从而减轻了磷对微生物的限制。因此,在覆盖条件下,半干旱农田土壤的有机碳含量是导致微生物磷限制的主要因素。综上所述,秸秆地膜覆盖提高水分利用效率,减少硝态氮的淋溶,提高作物产量,但地膜覆盖过度耗竭土壤有机质,而秸秆覆盖提高土壤养分含量。