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目前，中国玉米的种植面积和产量均居三大粮食作物之首。气候干旱和土壤盐碱化是制约农业健康可持续发展的重要因素。通过系统分析种植方式和施氮量对土壤环境及玉米生长发育的影响，能够为旱作盐碱农田实现玉米高产高效提供科学依据和理论支持。本研究以玉米为试验材料，品种为中地88。2018和2019年4—9月在山西省农业科学院盐碱地改良试验基地开展田间试验；2019年5—9月在太原理工大学水利科学与工程学院科研基地的遮雨棚开展盆栽试验。田间试验设置两个因素：种植方式和施氮量。种植方式为全膜双垄沟播（W）和半膜平铺穴播（H）；施氮量为0（N0）、225（N1）、275（N2）和325（N3）kg/hm2。盆栽试验设置因素为施氮量（N0、N1、N2和N3）。测定玉米在不同生育时期的土壤水、氮、盐含量、生长指标和产量指标，计算玉米的耗水量和水氮利用效率，获得主要结论如下：
（1）各测定时期土壤剖面（0~100cm土层）体积含水率均表现为：全膜双垄沟播＞半膜平铺穴播。0~60cm土层，在相同种植方式下，土壤体积含水率均表现为：N0＞N1＞N2＞N3；60~100cm土层，各施氮处理的土壤体积含水率显著（p＜0.05）低于不施氮处理。0~60cm土层，各生育时期土壤电导率均表现为：全膜双垄沟播＜半膜平铺穴播。2种种植方式土壤电导率随施氮量增加均呈逐渐上升趋势。60~100cm土层，全膜双垄沟播种植方式在抽雄期和完熟期的土壤电导率显著（p＜0.05）高于半膜平铺穴播。而且，各施氮处理的土壤电导率显著（p＜0.05）高于不施氮处理。0~40cm土层，各生育时期土壤硝态氮和铵态氮含量均表现为：全膜双垄沟播＜半膜平铺穴播。土壤硝态氮含量随施氮量增加表现为逐渐上升趋势；各施氮处理土壤铵态氮含量显著（p＜0.05）高于不施氮处理，N1、N2、N3处理差异不显著。40~100cm土层，全膜双垄沟播和半膜平铺穴播种植方式土壤硝态氮和铵态氮含量基本没有显著性差异。各生育时期经施氮处理的土壤硝态氮含量显著（p＜0.05）高于不施氮处理；N3处理的土壤铵态氮含量显著（p＜0.05）高于N0和N1处理。
（2）各生育时期玉米的株高、叶面积指数和茎粗均表现为：全膜双垄沟播＞半膜平铺穴播。株高、叶面积指数和茎粗基本符合随施氮量增加而增加的趋势。WN2、WN3处理玉米的生物产量和籽粒产量均显著（p＜0.05）高于WN1处理，WN2和WN3处理没有显著性差异。HN2和HN3处理玉米的生物产量显著（p＜0.05）高于HN1处理，HN2和HN3处理没有显著性差异。HN3处理玉米的籽粒产量显著（p＜0.05）高于HN1处理，HN2和HN3处理没有明显规律。各生育阶段和全生育期的耗水量基本表现为：全膜双垄沟播＜半膜平铺穴播。在相同种植方式下，各生育阶段和全生育期的耗水量随施氮量增加均呈逐渐上升趋势。玉米的水分利用效率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率表现为：全膜双垄沟播＞半膜平铺穴播，差异显著（p＜0.05）。各施氮处理的水分利用效率显著（p＜0.05）高于不施氮处理。各施氮处理的氮肥偏生产力表现为：N1＞N2＞N3，差异显著（p＜0.05）。N2和N3处理的氮肥农学利用效率显著（p＜0.05）高于N1处理。
（3）盆栽试验表明，各测定时期土壤体积含水率（0~40cm土层）随施氮量增加表现为逐渐降低趋势。N0、N1、N2和N3处理在完熟期底层（20~40cm土层）土壤电导率较表层（0~20cm土层）土壤电导率高56.7~151.8%。除抽雄期N2和N3处理外，其余各测定时期土壤电导率（0~40cm土层）均表现为：N3＞N2＞N1＞N0。土壤硝态氮和铵态氮含量（0~40cm土层）随施氮量增加呈逐渐上升趋势。N1处理在完熟期玉米的株高和叶面积指数低于N2和N3处理，差异显著（p＜0.05）；N2和N3处理差异不显著。N1、N2、N3处理玉米的茎粗差异不显著。各施氮处理玉米的叶绿素含量分别为46.3、42.5、37.6mg/g，差异显著（p＜0.05）。各施氮处理玉米的生物产量、籽粒产量、耗水量和水分利用效率均显著（p＜0.05）高于不施氮处理，N1和N2、N3处理差异显著（p＜0.05）；N2和N3处理差异不显著。各施氮处理的氮肥偏生产力分别为29.6、27.8、24.4kg/kg，差异显著（p＜0.05）。N2和N3处理的氮肥农学利用效率显著（p＜0.05）高于N1处理，N2和N3处理差异不显著。
综上分析，该试验区建议采用全膜双垄沟播种植方式，并且控制施氮量为275kg/hm2。
（1）各测定时期土壤剖面（0~100cm土层）体积含水率均表现为：全膜双垄沟播＞半膜平铺穴播。0~60cm土层，在相同种植方式下，土壤体积含水率均表现为：N0＞N1＞N2＞N3；60~100cm土层，各施氮处理的土壤体积含水率显著（p＜0.05）低于不施氮处理。0~60cm土层，各生育时期土壤电导率均表现为：全膜双垄沟播＜半膜平铺穴播。2种种植方式土壤电导率随施氮量增加均呈逐渐上升趋势。60~100cm土层，全膜双垄沟播种植方式在抽雄期和完熟期的土壤电导率显著（p＜0.05）高于半膜平铺穴播。而且，各施氮处理的土壤电导率显著（p＜0.05）高于不施氮处理。0~40cm土层，各生育时期土壤硝态氮和铵态氮含量均表现为：全膜双垄沟播＜半膜平铺穴播。土壤硝态氮含量随施氮量增加表现为逐渐上升趋势；各施氮处理土壤铵态氮含量显著（p＜0.05）高于不施氮处理，N1、N2、N3处理差异不显著。40~100cm土层，全膜双垄沟播和半膜平铺穴播种植方式土壤硝态氮和铵态氮含量基本没有显著性差异。各生育时期经施氮处理的土壤硝态氮含量显著（p＜0.05）高于不施氮处理；N3处理的土壤铵态氮含量显著（p＜0.05）高于N0和N1处理。
（2）各生育时期玉米的株高、叶面积指数和茎粗均表现为：全膜双垄沟播＞半膜平铺穴播。株高、叶面积指数和茎粗基本符合随施氮量增加而增加的趋势。WN2、WN3处理玉米的生物产量和籽粒产量均显著（p＜0.05）高于WN1处理，WN2和WN3处理没有显著性差异。HN2和HN3处理玉米的生物产量显著（p＜0.05）高于HN1处理，HN2和HN3处理没有显著性差异。HN3处理玉米的籽粒产量显著（p＜0.05）高于HN1处理，HN2和HN3处理没有明显规律。各生育阶段和全生育期的耗水量基本表现为：全膜双垄沟播＜半膜平铺穴播。在相同种植方式下，各生育阶段和全生育期的耗水量随施氮量增加均呈逐渐上升趋势。玉米的水分利用效率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率表现为：全膜双垄沟播＞半膜平铺穴播，差异显著（p＜0.05）。各施氮处理的水分利用效率显著（p＜0.05）高于不施氮处理。各施氮处理的氮肥偏生产力表现为：N1＞N2＞N3，差异显著（p＜0.05）。N2和N3处理的氮肥农学利用效率显著（p＜0.05）高于N1处理。
（3）盆栽试验表明，各测定时期土壤体积含水率（0~40cm土层）随施氮量增加表现为逐渐降低趋势。N0、N1、N2和N3处理在完熟期底层（20~40cm土层）土壤电导率较表层（0~20cm土层）土壤电导率高56.7~151.8%。除抽雄期N2和N3处理外，其余各测定时期土壤电导率（0~40cm土层）均表现为：N3＞N2＞N1＞N0。土壤硝态氮和铵态氮含量（0~40cm土层）随施氮量增加呈逐渐上升趋势。N1处理在完熟期玉米的株高和叶面积指数低于N2和N3处理，差异显著（p＜0.05）；N2和N3处理差异不显著。N1、N2、N3处理玉米的茎粗差异不显著。各施氮处理玉米的叶绿素含量分别为46.3、42.5、37.6mg/g，差异显著（p＜0.05）。各施氮处理玉米的生物产量、籽粒产量、耗水量和水分利用效率均显著（p＜0.05）高于不施氮处理，N1和N2、N3处理差异显著（p＜0.05）；N2和N3处理差异不显著。各施氮处理的氮肥偏生产力分别为29.6、27.8、24.4kg/kg，差异显著（p＜0.05）。N2和N3处理的氮肥农学利用效率显著（p＜0.05）高于N1处理，N2和N3处理差异不显著。
综上分析，该试验区建议采用全膜双垄沟播种植方式，并且控制施氮量为275kg/hm2。