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本试验选用不同玉米品种为试验材料,于2009～2019年在吉林省公主岭市吉林省农业科学院试验田(124°48’43"E,43°29’55"N,海拔221m),进行研究。试验设有不同的农艺管理模式:无肥区(CK)、农户模式(TRA)、高产模式(HY)、高产高效模式(OPT),研究了不同的农艺管理模式对春玉米产量、养分累积、肥料偏生产力、降水利用效率和环境及经济效益的影响。主要研究结果如下:1不同农艺管理模式对玉米子粒产量及其形成、生物量的影响HY处理和OPT处理通过增加种植密度、分次施用化肥、配施有机肥和微肥、加入深松耕作措施等方式,依靠群体充分发挥增产潜力,明显提高了收获株数和收获穗数,产量得到明显提高,HY和OPT处理的玉米产量和生物量较CK处理提高108.5%～143.7%,较TRA处理提高2.6%～14.1%。2不同农艺管理模式对玉米养分动态累积的影响HY处理和OPT处理相比表明,过量施入氮肥并不能明显提高养分动态累积。TRA处理和OPT处理相比,通过适当增密、合理养分运筹和增加深松耕作措施,可明显提高玉米在大喇叭口期、抽雄期和成熟期的氮、磷、钾养分动态累积量。与CK处理相比,HY和OPT处理氮素累积量增幅在103.0%～291.5%之间,磷素累积量在34.4%～142.9%之间,钾素累积量在47.6%～142.5%;与TRA处理相比,氮素累积量增幅在15.7%～29.9%之间,磷素累积量在23.9%～39.6%,钾素累积量增幅在3.0%～61.1%之间。3不同农艺管理模式对玉米光合特性的影响TRA处理与CK处理作对比,可得出施用化肥能有效提高玉米群体光合性能的结论。OPT处理和TRA处理作对比,可得出通过增加种植密度、合理养分运筹和深松措施的集成优化,能显著提高开花期的叶面积指数,并能减缓花后叶面积指数的下降速率,进一步延长玉米的有效光合时间,进而增加子粒对养分的吸收,为提高产量提高有利条件。4不同农艺管理模式对肥料偏生产力的影响与HY处理相比,OPT处理在减施30%氮肥、25%磷肥和25%钾肥的基础上,显著提高了氮、磷、钾肥偏生产力,其中氮、磷、钾肥偏生产力分别提高42.5%、32.9%和32.9%。与TRA处理相比,OPT处理通过增密、分次施肥、增施有机肥和微肥等措施,在减施氮肥用量的条件下,其氮肥偏生产力仍提高9.9%。5不同农艺管理模式对降水利用效率的影响与CK处理相比,施用化肥均可显著提高降水利用效率。四个处理间以无肥区(CK)降水利用效率最低,TRA、HY和OPT处理分别比CK处理增加了 124.5%、130.9%和130.4%。这表明水分利用效率主要与施用化肥有关。6不同农艺管理模式对经济效益的影响在本试验中,OPT处理是实现粮食增产和环境友好的最佳农艺管理模式,但在经济效益方面有待进一步提升。7不同农艺管理模式对碳足迹的影响在本试验中,各处理间的温室气体排放量和排放强度均表现为HY>OPT>TRA>CK处理,HY处理的温室气体排放量最多,为4796.3 kg CO2 eq ha-1,且排放强度最大,为414.7 kg CO2 eq Mg-1。从提高子粒产量和提高环境效益两方面综合考虑,OPT处理为更适宜的农艺管理模式。