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水资源短缺已越来越成为社会经济发展的瓶颈。在干旱地区,始终存在水资源分布不均、灌溉水仅能部分满足农业用水等问题。因此,以先进的农业节水综合技术为载体,提高农业用水生产效率,已成为干旱区农业水土资源领域的研究热点。本文以滴灌夏玉米为研究对象,通过连续2年的测坑试验,采用碳稳定同位素法、双作物系数法等方法,分析探讨覆膜/不覆膜条件下,滴灌夏玉米的耗水特性以及生长指标对不同水氮组合的响应关系。并基于DSSAT-CERES-Maize模型,筛选滴灌夏玉米的最优水氮运筹模式。得到以下主要结论:(1)2016年和2017年夏玉米全生育期内,在覆膜/不覆膜条件下,土壤水分呈现明显的时空变化特征。各处理土壤含水率随着生育期进程的推进总体呈下降趋势;表层土壤含水率最低,以后随土层深度的增加呈先增后减的变化趋势,10~70cm左右土层含水率对玉米根系影响较大,表现为不同生育阶段该土层土壤含水率变化较大,在70~100cm之间的土层土壤含水率呈下降趋势。(2)利用稳定碳同位素法和水量平衡法,对双作物系数模型计算的夏玉米蒸腾量(T)和蒸散量(ET)进行了验证。结果表明,双作物系数模型计算的ET与水量平衡法测定的ET呈现出较好的相关性,全生育期ET模拟值与实测值的均方根误差在10mm左右。双作物系数模型计算的T与稳定碳同位素法计算得到的T亦呈现出较好相关性,模拟值与实测值的均方根误差在20mm左右。通过回归系数(b)、一致性指数(d)及均方根误差(RMSE)的分析,认为双作物系数模型可以估算并区分局部覆膜滴灌条件下干旱区夏玉米ET,且2016年和2017年夏玉米全生育期内土壤蒸发量(E)分别占ET的21.33%和23.97%,植物蒸腾T分别占ET的78.67%和76.03%。不覆膜T/ET比局部覆膜作物T/ET少10.65%~18.25%。覆膜可以提高作物蒸腾比例。(3)在覆膜条件下,2016年和2017年夏玉米SPAD值、LAI、株高和干物质累积量的变化趋势一致。在不同灌溉量条件下,随着灌溉量的增大各指标呈增大趋势;在不同的施氮量条件下,随着施氮量的增大各指标呈先增大后减小趋势;在不同灌水频次条件下,多数生育期内呈现出随灌水频次的增加各指标呈增大趋势。对比2017年覆膜和不覆膜试验发现,夏玉米各生长指标的变化趋势大体一致,覆膜试验的SPAD值、LAI、株高和总干物质累积量全生育期均值分别比不覆膜高18.3%、41.6%、11.3%和57.1%,覆膜促进作物生长效果明显。(4)分析2016年及2017年覆膜条件下产量,发现不同灌溉定额条件下,灌溉量最大的处理W1N2可获得较高产量,分别为16677kg·hm-2和15517 kg·hm-2;不同施氮量条件下,施氮量为278.4kg·hm-2时可获得较高产量,分别为15459 kg·hm-2和13392 kg·hm-2;不同灌水频次对夏玉米的产量具有一定的影响,但差异不显著。2017年覆膜条件下产量比不覆膜高26.3%。各生育期的玉米叶片和茎的含氮量随着生育期的推进呈下降趋势。在不同灌水量条件下,植株氮素累积量(NAP)、氮素吸收效率(NUPE)、氮收获指数(NHI)及氮肥生产效率(NPE)呈现出随着灌水量的增大而增大的变化趋势;在不同施氮量条件下,NAP、NUPE和NPE随着施氮量的增大呈现出增大的变化趋势。对比覆膜/不覆膜条件下氮肥利用效率指标发现,覆膜可以有效提高作物氮肥利用效率。(5)运用DSSAT-CERES-Maize模型对夏玉米物候期、最终地上部生物量及籽粒产量进行模拟。结果表明:模型对夏玉米物候期的模拟精度较高,对地上生物量和籽粒产量的模拟精度中等。基于该模型找到的最优水氮运筹模式为:灌溉量160mm,施氮量200kg·hm-2时,产量较高(8588kg·hm-2),可达到节水节肥增产的效果。