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本试验于2016—2018年小麦生长季在山东省泰安市道朗镇玄庄村(E116°54′,N36°12′)大田进行。山东省当前大面积推广的高产冬小麦品种山农29为试验材料。采用裂区设计,以灌溉方式为主区,设置微喷补灌(MSI)和传统畦灌(BI)2个处理;氮素水平为副区,设置两个施氮量处理,分别为192 kg ha-1(N1,比传统施氮减少20%)和240 kg ha-1(N2,传统施氮量)。探索不同水氮管理方式对冬小麦水分和氮素利用效率的影响,主要结果如下:1水氮管理方式对冬小麦产量及其构成因素的影响同一施氮水平下,微喷补灌处理的穗数、穗粒数、千粒重和籽粒产量与畦灌处理的无显著差异。同一灌溉方式下,比传统施氮减少20%的施氮量,对冬小麦籽粒产量无显著影响。2水氮管理方式对冬小麦耗水特性及水分利用效率的影响同一施氮水平下,与畦灌处理相比,微喷补灌处理促进冬小麦对深层土壤水的吸收利用,减少了棵间蒸发量,显著提高水分利用效率、灌溉水利用效率及灌溉效益。同一灌溉方式下,减少20%的施氮量,降低冬小麦对土壤水的消耗,减少总耗水量,显著提高土壤水利用效率和灌溉效益。3水分管理方式对040 cm土层土壤物理性状的影响在同一施氮水平下,与畦灌处理相比,微喷补灌处理降低了020 cm土层土壤容重,提高了015 cm甚至020 cm土层土壤总孔隙度,使040 cm多数土层土壤毛管孔隙度提高,相应土层的土壤大团聚体比例和田间持水率也随之提高,并能加快返青后地温的回升,说明微喷补灌处理可以改善麦田土壤物理性状,有利于增加主要根层的土壤贮水量,使水、肥、气、热协调。4水氮管理方式对冬小麦硝态氮时空分布的影响拔节期灌水后,在减氮20%的条件下,与畦灌处理相比,微喷补灌处理上部土层土壤硝态氮含量较高。在同一施氮水平下,微喷补灌处理拔节期和开花期土壤硝态氮向深层淋失量小于畦灌处理;成熟期60160 cm土层土壤中硝态氮残留量较少。5水氮管理方式对冬小麦根系形态和生理特性的影响在减氮20%的条件下,与畦灌处理相比,微喷补灌处理020 cm土层根长密度在拔节期至开花期迅速增加,开花期060 cm土层根长密度明显提高,在灌浆前中期040 cm土层根系活力保持较高水平,有利于对主要根层土壤水分和养分的吸收。6水氮管理方式对冬小麦群体发育和干物质积累与分配的影响同一施氮水平下,与畦灌处理相比,微喷补灌处理可减少春季分蘖的发生,促进开花前营养器官贮藏同化物向籽粒的转运,提高花后再分配同化物对籽粒的贡献率。在同一灌溉方式下,减少20%的施氮量提高了开花前营养器官贮藏同化物向籽粒的转运量以及其对籽粒的贡献率。7水氮管理方式对冬小麦氮素吸收、积累与分配及氮素利用效率的影响在减氮20%的条件下,与畦灌处理相比,微喷补灌处理成熟期植株氮素积累量无显著变化,促进花后氮素积累,显著提高籽粒氮素积累量;在传统施氮量条件下,与畦灌处理相比,微喷补灌显著增加花后氮素积累量,弥补花前营养器官氮素转移量的不足,从而获得与畦灌等同的籽粒氮素积累量。同一施氮水平下,与畦灌处理相比,微喷补灌处理氮素收获指数和氮肥农学效率均提高。8生态和经济效益同一施氮水平下,微喷补灌处理减少了灌溉水投入、节约电能,而且减少了用工量和工费投入,并通过增加有效种植面积大幅度提高产值,取得显著的生态和经济效益。