【摘 要】
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河北省水资源短缺、降水时空分布不均匀是农业生产的关键制约因素。在水资源刚性约束条件下,保证粮食安全,发展节水农业,提高水资源利用效率和效益是当前面临的主要任务。本研究于2020年6月至8月在河北省巨鹿县河北农业大学试验站开展绿豆膜下滴灌试验。试验设计考虑灌水量和追氮量2个因素,其中灌水量设3个水平:低水（W1）、中水（W2）和高水（W3）;追氮量设3个水平:低氮35 kg·hm-2（N1）、中氮
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河北省水资源短缺、降水时空分布不均匀是农业生产的关键制约因素。在水资源刚性约束条件下,保证粮食安全,发展节水农业,提高水资源利用效率和效益是当前面临的主要任务。本研究于2020年6月至8月在河北省巨鹿县河北农业大学试验站开展绿豆膜下滴灌试验。试验设计考虑灌水量和追氮量2个因素,其中灌水量设3个水平:低水（W1）、中水（W2）和高水（W3）;追氮量设3个水平:低氮35 kg·hm-2（N1）、中氮 70 kg·hm-2（N2）和高氮 105 kg·hm-2（N3）。不灌水不追氮（W0N0）作为对照,试验共10个处理,每个处理设3个重复。利用SPSS 23.0软件分析了水氮耦合下绿豆生长、光合、耗水量、产量和水氮利用效率变化规律,构建水氮耦合下灌水量、追氮量与产量、水分利用效率的回归模型,进行了相关性分析,提出了绿豆膜下滴灌水氮一体化条件下的水氮管理模式,为河北省黑龙港流域绿豆种植提供理论依据和技术支持。主要结论如下:（1）绿豆株高、茎粗、叶面积指数随灌水量的增加而增加,随追氮量的增加而先增加后降低。灌水量是影响株高、茎粗、叶面积指数的主要因素,其次为追氮量。收获时株高、茎粗、叶面积指数最高的是W3N2处理,与W2N2处理相比差异不显著;绿豆光合特性指标同灌水量的增加而增大,同追氮量的增加呈现先升后降的规律。灌水量对绿豆光合特性影响最大,其次为追氮量。W3N2处理下Pn、Tr、Gs、CO2int 最高,分别为15.66 μmol·m-2·s-1、3.90 mmol·m-2·s-1、260.02 mmol·m-2·s-1、325.61 ppm,与W2N2处理相比差异不显著。在开花结荚期和鼓粒成熟期,光合特性指标存在明显的水氮互作效应。（2）绿豆地上部分干物质积累速率最大是在开花结荚期,平均累积速率为166.6～275.4 kg·hm-2·d-1。追氮量小于70 kg·hm-2,干物质积累总量随追氮量增加而增加,超过70 kg·hm-2,干物质积累受到抑制。氮素积累量在成熟期达到最大,其中氮素积累量最高的是W3N2处理,积累量为184.19 kg·hm-2,与对照处理W0N0比较,增加了 38.47%;其次为 W2N3、W2N2,积累量分别为 181.35 kg·hm-2、178.12 kg·hm-2。W3N2处理与W2N2处理氮素积累量相差3.40%。（3）绿豆的耗水量随生育期的推进呈现出降-升-降的趋势,其耗水高峰期在开花结荚期（最大为128.57 mm）。绿豆耗水量与灌水量呈正比例关系,与追氮量呈开口向下的二次函数关系。绿豆耗水强度和耗水模数均在开花结荚期最大。绿豆产量变化范围为1163.52～1799.17 kg·hm-2,其中W2N2处理产量最大,为1799.17 kg·hm-2。水分利用效率WUE在W2N2处理下达到最大值,为0.67 kg·m-3;氮素利用效率NUE在W2N2处理达到最大值,为11.46 kg·kg-1;氮肥偏生产力PFPN在W3N1处理达到最大值,为87.24 kg·kg-1,氮素回收率NRE在W3N1处理达到最大值,为9.05 kg·kg-1。（4）建立了水氮耦合条件下灌水量、追氮量与产量、水分利用效率的二元二次回归模型,R2分别为0.950和0.896,F值分别为31.25和6.925,达到显著水平。模型的理论最优解与通过水氮互作绿豆生长、光合、耗水、产量和水氮利用效率多维度分析得到的最优处理W2N2接近。综合试验结果、方程拟合分析和相关性分析,绿豆开花前、开花后适宜灌水率下限分别为60%θf和65%θf,适宜灌水率的上限分别为80%θf和85%θf,开花结荚期追氮70 kg·hm-2,可达到节水减肥增产的效果。
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