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黄土高原是我国旱区重要的春玉米生产地之一,然而该地区降雨资源分布极其不均,并且蒸发量较大,导致作物生长期间可利用水资源匮乏,这严重限制了该地区春玉米的产量水平。全膜双垄沟种植能够最大限度地保蓄自然降雨,提高作物产量和水分利用效率。因此,本研究于2018和2019年在长武黄土高原农业生态试验站开展了春玉米田间试验,包括四种田间种植模式,分别为常规平作(CK:施氮量为225 kg N ha-1,无灌溉)和三种不同的全膜双垄沟栽培处理,分别包括常规雨养全膜双垄沟栽培处理（FMDR:与CK水氮条件一致）、补充灌溉的全膜双垄沟栽培模式（FMDR+SI:在FMDR基础上增加补充灌溉）,和补充灌溉并增施氮肥的全膜双垄沟栽培模式（FMDR+SI+N:在FMDR+SI基础上增加氮肥用量）。FMDR+SI处理下灌溉量为60 mm,FMDR+SI+N处理下增施氮肥量为45 kg N ha-1。通过本试验的开展,明确不同全膜双垄沟栽培处理对土壤微环境,春玉米生长发育及产量,以及水分,氮肥和光能利用率的影响,并得出了以下主要结论:（1）全膜双垄沟栽培在春玉米生长前期能明显改善耕层土壤水热条件,使玉米出苗时间较CK处理提前一周。全膜双垄沟栽培对土壤温度的提升作用主要集中在作物生长的前期。春玉米生长后期,由于冠层的遮蔽效应,全膜双垄沟栽培下地膜覆盖的增温效益减弱,导致其与CK处理无显著差异。全膜双垄沟栽培在整个生育期均能显著提高浅层土壤含水量,在2018和2019生长季分别使土壤含水量增加了11.9%和16.7%。相比较于CK处理,全膜双垄沟处理显著提高了根际土壤细菌群落α多样性,而对非根际土壤则没有显著影响。（2）全膜双垄沟栽培下各处理春玉米地上物干物质积累显著高于CK处理。到达成熟期时,FMDR处理地上部干物质在2018年和2019年分别高出CK处理55.2%和64.3%,而FMDR、FMDR+SI和FMDR+SI+N处理间差异并不显著。全膜双垄沟栽培处理较CK处理能够显著提高春玉米产量,而三个全膜双垄沟处理间产量差异并不显著,说明在全膜双垄沟栽培条件下进一步增施氮肥与补充灌溉并不能够显著提升春玉米产量及地上部生物量。与CK处理相比,全膜双垄沟栽培对春玉米粗脂肪、粗淀粉、氨基酸含量并没有显著影响。与FMDR+SI处理相比,增施氮肥能够显著增加FMDR+SI+N处理的的粗蛋白、粗纤维与氨基酸含量。（3）全膜双垄沟栽培处理与CK处理相比,显著提升了春玉米水分利用效率（WUE）,在2018和2019生长季分别提高了35.1%和24.3%。补充灌溉增加FMDR+SI和FMDR+SI+N处理的耗水量,使FMDR+SI处理较FMDR处理WUE降低了7.0%。全膜双垄沟栽培能增加植株地上部氮素积累,尤其是吐丝后氮积累,但四种不同处理间的氮素利用效率（NUE）无显著差异。与CK处理相比,三种全膜双垄沟栽培处理均能显著增加春玉米光能截获量和光能利用率（RUE）,但增施氮肥和补充灌溉均不能提高全膜双垄沟栽培下的春玉米光能截获量和RUE。因此,考虑到以上三种全膜双垄沟栽培模式下产量及其对资源利用效率的综合表现,FMDR处理因其投入少和较高的籽粒产量,并且显著提升了水氮利用效率和光能利用率,可以在黄土高原旱作春玉米种植区或相近气候生态区推荐为高产稳产并兼顾资源高效利用的节水栽培模式。