随着我国木材需求量不断增加,速生丰产林提质增产迫在眉睫。杨树是我国重要的速生丰产树种,栽培面积已达757万公顷,但产量和质量远低于其潜在生产力以及国际中等水平,水肥管理措施低效是重要原因之一。盲目的水肥供应造成资源浪费、生态环境污染、林木产量低效低质等。发展沟灌栽培以及水肥耦合管理技术,关注N矿化反应、根区的水氮运移、根系分布、吸收利用过程中各环节,以及彼此间动态联系和整体调控机制,寻找合理的人工林水肥管理措施,满足现代林业发展要求。本研究以黄泛平原三年生三倍体毛白杨（Populus tomentosa）人工纯林为研究对象,进行沟灌水肥耦合培育。试验采用双因素完全随机区组设计,设置3个灌溉水平(I₂₀、I₃₃、I₄₅)和4个施N水平(F₀、F₁₂₀、F₁₉₀、F₂₆₀),以及CK对照（不灌溉不施肥）,共13个水氮耦合处理。探究该林分影响N矿化的关键因素、土壤水氮运移分布规律、细根分布、生物量产量以及林木水肥利用效率等。明确不同水肥耦合措施对杨树人工林木的影响,并提出沟灌栽培杨树人工林的优化水肥管理制度。主要研究方法、结果和结论如下:1.采用树脂芯原位培养法,对雨季和不同水分处理下的矿化速率和矿质N含量进行测定。结果表明:影响矿化反应的关键在于土壤水分,充分灌溉（-20 k Pa）处理容易引起林地土壤养分深层渗漏。土壤含水量在10.2%～15.8%范围内,矿化速率随灌溉量的增加而加快,且不会出现深层渗漏现象。2.通过定点定时观测不同水肥耦合处理水、氮在土壤中的运移分布轨迹发现:（1）相同灌溉量,旱季、雨季均形成上低中高下稳定的椭圆形湿润体,但雨季湿润体在垂向、横向分别扩大67%和100%,均可达到0～100 cm的范围。土壤初始含水率越高,水分运移速率越快;降雨过程中雨滴的动能也可加快水分运移。（2）短周期内,NO₃^--N的运移规律与土壤水分运移规律相似,但其运移速率滞后于水分,含量于湿润体内部高于边缘,以垂直运移为主;NH₄⁺-N主要在0～40 cm土层累积,土层间分布层次分明;水肥入渗再分布过程中,25%左右的土壤含水率是硝化反应迅速进行的节点。（3）不同处理年度水养分运移中,施N量影响NO₃^--N的累积,灌溉量影响运移和分布;100～140 cm土层NO₃^--N渗漏量随施N量和灌溉量的增加而增加,I₂₀F₂₆₀处理浸出现象严重。NO₃^--N在40～60 cm土层有所累积,其中I₃₃F₂₆₀处理累积量最高。3.通过对Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ区组,根、干、枝、叶等各部分林木生物量的采集,探究不同处理根系分布、林木生物量的相应差异。结果表明:（1）CK处理,根长密度（RLD）在80～150 cm土层显著高于其他水肥耦合处理。水肥耦合处理使根系分布浅层化,0～10 cm土层细根含量显著;集中分布在半径为50 cm土壤湿润体内,径向距树30cm处吸收根最为富集;水平、垂直方向分别可延申至150、100 cm。I₂₀处理根系生长状况优于F₂₆₀处理,根系生长对N的响应取决于灌溉水平。水肥管理措施可改变根系分布规律,使根系呈“双峰型”分布。（2）I₂₀F₁₂₀处理林木年均生物量、生物量增量、水肥综合利用效率最高,水肥利用效率高达1074.15,是I₄₅F₂₆₀处理的47.6倍;I₂₀F₂₆₀处理,叶和根生物量显著高于其他处理;I₄₅F₂₆₀处理,过高的盐浓度对根系生长造成毒害作用,根长密度显著低于其他水肥耦合处理（P<0.05）,林木生物量、年度生物量增量也较低。（3）RLD与林木生物量（TB）在50 cm以上土层回归关系拟合程度较好,即50 cm以上土层的细根显著影响林木生长。综合各项研究结果,I₂₀F₁₂₀处理林木生物量、年度生物量增量、水肥综合利用效率等表现较好,且深层NO₃^--N浸出量最小,能够形成适量的RLD,促进林木生长。因此,I₂₀F₁₂₀处理是三年生毛白杨幼林的最佳水肥管理措施。