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本研究在吉林省西部地区，通过两年大田试验研究膜下滴灌条件下，以玉米水氮耦合和氮肥施用技术为研究对象，探究不同水氮耦合方式对玉米产量、干物质、玉米氮素吸收积累和利用效率的影响；还探究相同灌溉定额条件下，最佳氮肥施用量。研究结果如下：1.吉林省西部玉米膜下滴灌水氮耦合效应研究
(1)W3N1(灌溉定额250mm，施氮量180kg/hm2)处理产量最高，2018、2019年的产量分别达12703.0kg/hm2和15259.8kg/hm2，其次W2N1(灌溉定额150mm，施氮量180kg/hm2)处理产量分别达12261.7kg/hm2和14805.1kg/hm2，两者差异不显著。
(2)各处理玉米植株地上部干物质积累量呈“S”形生长曲线，2018、2019年完熟期W3N1处理干物质积累量达到最高，分别为338.3g/株和353.4g/株，其次为W2N1处理达321.6g/株和341.6g/株，W3N1处理较W2N1处理增加5.2%和3.5%。2018、2019年抽雄-灌浆期分别占总积累量的29.8%和30.2%。完熟期各器官干物质积累趋势为籽粒＞茎＞叶。
(3)W3N1处理氮素积累量最大，分别达到258.2kg/hm2和256.5kg/hm2。在相同灌溉定额条件下，各处理表现出N1＞N2＞N0；在相同施氮量条件下，各处理表现出W3＞W2＞W1。2018、2019年抽雄期-灌浆期氮素阶段积累量最大，各处理平均阶段氮素积累量为26.8%和29.7%，平均阶段氮素积累量达47.2kg/hm2和52.5kg/hm2，平均速率为2.3kg/hm2*d和2.5kg/hm2*d。
(4)氮肥利用率、偏生产力W3N1处理最高，分别为2018年的60.0kg/kg、70.6kg/kg和2019年的60.5kg/kg、84.8kg/kg，氮肥农学效率W1N1处理最高，分别为2018年的21.5kg/kg和2019年的25.8kg/kg。
(5)玉米水肥利用效率W2N1处理分别为22.0kg/(hm2·mm)和22.5kg/(hm2·mm)，较W3N1处理提高13.8%和11.8%。
2.吉林省半干旱区玉米膜下滴灌氮肥施用技术模式研究
(1)玉米膜下滴灌水肥一体化氮肥最佳施用量试验
在灌溉定额(150mm)水平时，N3(施氮量180kg/hm2)处理为产量最高处理，产量分别达12261.7kg/hm2和14805.1kg/hm2，其次为N4(施氮量240kg/hm2)处理，产量分别达12178.6kg/hm2和14767.1kg/hm2，两者差异不显著。根据2018、2019年氮肥肥料效应曲线，综合两年数据得出最佳施氮量为175.3kg/hm2，综合考虑氮肥施用量田间试验结果，确定膜下滴灌最佳施氮量范围为167.8-182.8kg/hm2，产量可达11962.3-14359.2kg/hm2。
(2)玉米膜下滴灌水肥一体化氮肥施用时期及分配比例试验
在灌溉定额(150mm)水平时，各处理均为施氮量180kg/hm2，N3为产量最高处理，产量达12261.7kg/hm2，其次为N4处理产量达12002.5kg/hm2，两者差异不显著。N3处理较N1处理相比差异显著，N3处理较N2处理相比差异显著。
不同处理玉米地上部干物质积累量“S”型生长曲线。抽雄-吐丝期至灌浆期干物质积累较为迅速，乳熟期至成熟期干物质积累较为缓慢。完熟期N3处理干物质积累量最高，为321.6g/株。抽雄-灌浆期、拔节-喇叭口期N3处理干物质阶段积累量达到97.6g/株和73.5g/株。完熟期N3处理叶、茎、籽粒干物质积累量分别为31.4g/株、124.9g/株、165.3g/株。
不同处理下春玉米氮素的积累量随玉米生育时期的推移逐渐增大。最高氮素积累量为N3处理，达到242.2kg/hm2。抽雄-灌浆期各处理平均阶段积累量占总量的23.1%，拔节-喇叭口期各处理平均阶段积累量占总量的19.2%。拔节-喇叭口期较抽雄期-灌浆期玉米氮素的吸收速率较快，完熟期各器官氮素积累量趋势为籽粒＞茎＞叶。
N3处理氮肥利用率、偏生产力、氮肥农学效率较N4处理提高5.8%、2.2%、12.1%，较N5处理提高15.2%、6.1%、41.6%，较N2处理分别提高66.%、7.2%、52.0%。
综上所述，中灌溉定额与中施氮量组合作为吉林省西部玉米膜下滴灌水氮耦合效应以及氮肥施用技术的最优模式。
(1)W3N1(灌溉定额250mm，施氮量180kg/hm2)处理产量最高，2018、2019年的产量分别达12703.0kg/hm2和15259.8kg/hm2，其次W2N1(灌溉定额150mm，施氮量180kg/hm2)处理产量分别达12261.7kg/hm2和14805.1kg/hm2，两者差异不显著。
(2)各处理玉米植株地上部干物质积累量呈“S”形生长曲线，2018、2019年完熟期W3N1处理干物质积累量达到最高，分别为338.3g/株和353.4g/株，其次为W2N1处理达321.6g/株和341.6g/株，W3N1处理较W2N1处理增加5.2%和3.5%。2018、2019年抽雄-灌浆期分别占总积累量的29.8%和30.2%。完熟期各器官干物质积累趋势为籽粒＞茎＞叶。
(3)W3N1处理氮素积累量最大，分别达到258.2kg/hm2和256.5kg/hm2。在相同灌溉定额条件下，各处理表现出N1＞N2＞N0；在相同施氮量条件下，各处理表现出W3＞W2＞W1。2018、2019年抽雄期-灌浆期氮素阶段积累量最大，各处理平均阶段氮素积累量为26.8%和29.7%，平均阶段氮素积累量达47.2kg/hm2和52.5kg/hm2，平均速率为2.3kg/hm2*d和2.5kg/hm2*d。
(4)氮肥利用率、偏生产力W3N1处理最高，分别为2018年的60.0kg/kg、70.6kg/kg和2019年的60.5kg/kg、84.8kg/kg，氮肥农学效率W1N1处理最高，分别为2018年的21.5kg/kg和2019年的25.8kg/kg。
(5)玉米水肥利用效率W2N1处理分别为22.0kg/(hm2·mm)和22.5kg/(hm2·mm)，较W3N1处理提高13.8%和11.8%。
2.吉林省半干旱区玉米膜下滴灌氮肥施用技术模式研究
(1)玉米膜下滴灌水肥一体化氮肥最佳施用量试验
在灌溉定额(150mm)水平时，N3(施氮量180kg/hm2)处理为产量最高处理，产量分别达12261.7kg/hm2和14805.1kg/hm2，其次为N4(施氮量240kg/hm2)处理，产量分别达12178.6kg/hm2和14767.1kg/hm2，两者差异不显著。根据2018、2019年氮肥肥料效应曲线，综合两年数据得出最佳施氮量为175.3kg/hm2，综合考虑氮肥施用量田间试验结果，确定膜下滴灌最佳施氮量范围为167.8-182.8kg/hm2，产量可达11962.3-14359.2kg/hm2。
(2)玉米膜下滴灌水肥一体化氮肥施用时期及分配比例试验
在灌溉定额(150mm)水平时，各处理均为施氮量180kg/hm2，N3为产量最高处理，产量达12261.7kg/hm2，其次为N4处理产量达12002.5kg/hm2，两者差异不显著。N3处理较N1处理相比差异显著，N3处理较N2处理相比差异显著。
不同处理玉米地上部干物质积累量“S”型生长曲线。抽雄-吐丝期至灌浆期干物质积累较为迅速，乳熟期至成熟期干物质积累较为缓慢。完熟期N3处理干物质积累量最高，为321.6g/株。抽雄-灌浆期、拔节-喇叭口期N3处理干物质阶段积累量达到97.6g/株和73.5g/株。完熟期N3处理叶、茎、籽粒干物质积累量分别为31.4g/株、124.9g/株、165.3g/株。
不同处理下春玉米氮素的积累量随玉米生育时期的推移逐渐增大。最高氮素积累量为N3处理，达到242.2kg/hm2。抽雄-灌浆期各处理平均阶段积累量占总量的23.1%，拔节-喇叭口期各处理平均阶段积累量占总量的19.2%。拔节-喇叭口期较抽雄期-灌浆期玉米氮素的吸收速率较快，完熟期各器官氮素积累量趋势为籽粒＞茎＞叶。
N3处理氮肥利用率、偏生产力、氮肥农学效率较N4处理提高5.8%、2.2%、12.1%，较N5处理提高15.2%、6.1%、41.6%，较N2处理分别提高66.%、7.2%、52.0%。
综上所述，中灌溉定额与中施氮量组合作为吉林省西部玉米膜下滴灌水氮耦合效应以及氮肥施用技术的最优模式。