为了探究垄沟集雨种植不同种植密度和施肥量对春玉米产量和农田CO₂排放的影响,在宁南半干旱区进行了连续两年的定位试验（两年都为丰水年）,设置密度和施肥二因素完全随机区组试验,3个不同的施肥梯度,氮肥（纯N）173 kg/hm²和磷肥（P₂O₅）88 kg/hm²（M）、氮肥229 kg/hm²和磷肥115 kg/hm²（H）、氮肥285 kg/hm²和磷肥142 kg/hm²（SH）;3个种植密度:67500株/hm²（45）、82500株/hm²（55）、97500株/hm²（65）,其中施肥量（SH）和种植密度（45）为当地农户水平。结合垄沟集雨种植条件下的土壤水热分布,研究不同种植密度和施肥量对春玉米生育期内农田CO₂排放及产量的影响,进一步探究土壤呼吸速率与土壤环境因子之间的关系。得到以下主要结果:（1）垄沟集雨种植密度和施肥量对土壤水分的影响垄沟集雨种植模式下,不同施肥量和种植密度会影响土壤的贮水量。在春玉米生育期内,各试验处理0-200 cm土层的贮水量,2018年呈现先增加后减小的趋势,且在播后90 d（吐丝期）时达到生育期内最大值;2019年则呈现出升高–降低–升高的趋势,由于春玉米生育后期降雨较多,播后150 d（成熟期）时各处理的土壤贮水量达到最大值。在春玉米的生育期内,土壤0-200 cm土层的贮水量,同一种植密度下,随着施肥量的增加逐渐下降;在相同的施肥量下,随着种植密度的增加逐渐下降。两年呈现相同的规律。（2）垄沟集雨种植密度和施肥量对土壤温度的影响垄沟集雨种植模式下,在春玉米生育期内,0-10 cm土层的温度都呈现先快速增加后缓慢降低的趋势,各试验处理之间的温度差异不明显。2018年各处理的土温在播后60 d（拔节期）时升高至23℃左右最高,此后不断降低;2019年由于后期降雨的影响,土壤温度在播后30 d（苗期）时达到玉米生育期内的最高值。各施肥处理0-10cm土层的温度在相同的种植密度下,表现为:M?H?SH,即随着施肥量的增加逐渐降低;同一施肥水平下,随着种植密度的增加而减小。（3）垄沟集雨种植密度和施肥量对土壤CO₂排放的影响在种植密度相同的条件下,随施肥量的增加,土壤呼吸速率的变化趋势为先减小后增加;当施肥量相同时,随种植密度的增加土壤呼吸速率也增加。2018年各处理的CO₂排放速率在播后60 d（拔节期）达到峰值,其中H45处理的呼吸速率为5.35μmol·m^-2·s^-1,SH65处理为7.91μmol·m^-2·s^-1;2019年在播后90 d（吐丝期）左右达到峰值,H45处理的呼吸速率为7.85μmol·m^-2·s^-1,M65处理的呼吸速率为9.75μmol·m^-2·s^-1。2018年的CO₂累计排放量小于2019年,2018年H45处理的CO₂累计排放量最低,为17335.14 kg/hm²,相比SH45和M45处理分别降低了0.2%和5.8%;2019年H45的累计排放量为18145.03 kg/hm²,相比SH45降低了7.1%。（4）垄沟集雨种植密度和施肥量对春玉米产量的影响当施肥量为同一水平时,玉米籽粒产量随种植密度的增加逐渐降低,2018年H45处理的籽粒产量最高,较SH45处理提高了7.7%;2019年SH45处理的籽粒产量为最高,相比于2018年SH45处理减产42.9%。2018年在同一种植密度下,玉米籽粒产量随施肥量的增加先增加后减小,2019年随施肥量的增加籽粒产量增加。（5）垄沟集雨种植土壤水温与CO₂排放的互作效应在相同的施肥量下,玉米农田的CO₂排放强度随种植密度的增加而增强;在同一种植密度下,随着施肥量的增加各处理的CO₂排放强度先减小后增加。土壤的呼吸速率与土壤含水量呈线性负相关,与土壤温度呈指数正相关,但土壤水分与温度对土壤呼吸速率的影响无交互作用。综上,垄沟集雨种植模式下种植密度和施肥量可以通过影响土壤的水热状况而影响土壤的CO₂排放量,氮肥（纯N）229kg/hm²和磷肥（P₂O₅）115kg/hm²处理的产量较高且CO₂排放强度较低,兼顾了环境效益,可应用于当地的生产。