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液膜覆盖种植具有减少土壤水分蒸发、保墒、提高作物水分利用效率的作用,与水肥协调可使作物达到优产优质的效果。本试验以冬小麦“石麦15”与夏玉米“郑单958”为供试材料,通过旱棚盆栽试验,进行冬小麦-夏玉米全生育期丰水、平水、贫水、欠水四种模拟水分条件,与氮磷钾肥和液膜用量配合的三因素四水平正交设计,研究水肥与液膜配合下冬小麦与夏玉米不同生育阶段的生物学性状与养分吸收利用特征,明确不同水肥液膜配比对小麦玉米产量、水分利用效率的影响,提出适合冬小麦与夏玉米高产高效的最优水肥调控措施,为冬小麦-夏玉米轮作体系节水节肥高效生产提供理论依据和技术支撑。 主要研究结果如下: 1.在夏玉米苗期和拔节期,土层土壤水分含量在0~40cm随液膜用量增加而提高,并在QM3水平下达到最高值,但仍显著低于黑膜处理的土壤水分含量。吐丝期后,各液膜处理间的土壤水分含量没有明显差异,并且20~40cm土层的土壤水分含量在施肥处理下低于无肥处理。 2.冬小麦的产量以C15处理(W500 mm+N180kg/hm2+P2O5135kg/hm2+K2O135kg/hm2+L30kg/hm2)最高,丰水年(C13~C16)水肥处理小麦产量均显著高于其它处理,提高冬小麦产量的较佳水肥组合为(W500mm+N180kg/hm2+P2O5135kg/hm2+K2O135kg/hm2+L30kg/hm2),各因子对产量的影响顺序为W>F>L,冬小麦产量与水因子相关性达极显著水平,F因子为显著相关,L因子在平水及丰水年对产量的影响不显著。冬小麦产量与千粒重呈极显著正相关,与穗数、穗粒数呈显著正相关。 3.夏玉米的产量以C11(W400mm+N180kg/hm2+P2O5120kg/hm2+K2O135kg/hm2+L0kg/hm2)处理最高,平水年处理(C9~C12)的水肥处理下的产量均显著高于其它处理,欠水处理(C1~C4)的产量均显著低于其它处理。提高夏玉米产量较佳的水肥组合为(W400mm+N180kg/hm2+P2O5120kg/hm2+K2O135kg/hm2+L30kg/hm2),各因子对产量的影响顺序为W>F>L,且W因子为极显著,F因子为显著,L因子在平水年及丰水年对产量的影响不显著,在欠水年对产量的影响极显著,在贫水年影响显著。夏玉米产量与百粒重、行粒数、轴重均呈极显著正相关,与穗行数相关性不显著。 4.冬小麦水分利用效率以C7(W2F3L4)处理最高,并且在中高水分条件下,喷施液膜小于施肥对玉米水分利用效率的影响。夏玉米水分利用效率在200mm灌水条件、液膜用量L2水平下最高,随水分增加,液膜用量增加,玉米水分利用效率保持高水平;当灌水达到平水条件,不喷液膜处理(C11)也达到水分利用效率高水平。 5.冬小麦的株高、叶面积在高水水中肥(W4F3)处理下达到最大值,水分相同条件下,以F3(N180kg/hm2+P2O5135kg/hm2+K2O135kg/hm2)为最佳施肥量,表现为中肥(F3)>高肥(F4)>低肥处理(F1、F2);在施肥量相同下,叶面积在高水中肥处理(W4F3)下能达到最大值。夏玉米的株高、叶面积、茎粗在拔节期以丰水年中肥处理(W4F3)条件下达到最大值。综合分析可知,夏玉米以平水中肥(W3F3)处理(W300mm+N180kg/hm2+P2O5120kg/hm2+K2O135kg/hm2))的生长发育状况最佳。 6.小麦、玉米植株和籽粒中的养分吸收量与水肥密切相关,且在一定范围内与施肥量成正比。小麦、玉米植株最大养分吸收出现在F3(N180kg/hm2+P2O5135(120)kg/hm2+K2O135kg/hm2)处理。小麦籽粒中吸收的氮、磷、钾分别占植株总吸收量的77.09%~91.23%、70.2%~90.31%、30.34%~33.5%。玉米籽粒中吸收的氮素占植株总吸收量的57.94%~62.55%,磷素、钾素分别占56.51%~66.18%、18.03%~27.06%。