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水分和养分是作物生长的基础条件,也是影响旱地农业可持续发展的重要因素,两者相互影响、相互制约,缺一不可。本研究以冬小麦、夏玉米为研究对象(小麦品种冀麦22、玉米品种郑单958),采用田间小区试验和室内分析相结合的方法,研究水肥调控措施(两种灌溉方式,传统灌溉(A)、节水灌溉(B)与五种施肥调控因子(不施肥(CK)、传统施肥(FC)、优化施肥(FO)、优化施肥+土壤调理剂(FO+PAM)、优化施肥+液态地膜(FO+LF))下冬小麦、夏玉米的生长发育及产量的变化,分析不同水肥处理下土壤水分、养分淋移变化特征,寻求兼顾冬小麦和夏玉米产量、品质和环境效益的水肥运筹方式,为平原区冬小麦-夏玉米轮作体系高效与可持续生产提供理论依据。研究主要结论如下: (1)不同水肥调控下。以FO+LF处理冬小麦株高、叶面积、干物质重最高;节水灌溉模式下冬小麦各处理的株高、叶面积和干物质量高于传统灌溉模式;施用液态地膜有利于增加冬小麦和夏玉米的穗粒数和穗长。 (2)在相同灌水量下,CK处理冬小麦产量最低,FC高于CK,其它处理表现为FO+LF>FO+PAM>FO,配施土壤调理剂和液态地膜一定程度上可以增加冬小麦产量,以FO+LF处理产量最高。对夏玉米而言,两种灌溉方式(A、B)下均以FO+LF处理产量最高。 (3)不同灌溉方式下,返青期土壤含水量从表层到下逐渐增加,到80~140cm土层含水量达最大值。拔节期,0~40cm土层含水量低于返青期。到生育后期,随小麦增高,水分消耗增加,土壤表层含水量下降明显。 (4)不同水肥调控下,冬小麦土壤硝态氮含量随着土层深度的增加而降低趋势。节水灌溉处理土壤硝态氮含量低于传统灌溉处理。从返青期到拔节期,表层土壤硝态氮含量增高,开花期略下降,灌浆、成熟期硝态氮含量又有升高的趋势。土壤速效磷含量随生育期推进而呈增高趋势。不同水肥处理下,随着小麦生育进程,氮、磷在植株体中累积量不断增大,到成熟期达到最大。成熟期以FO+LF处理吸氮量最高,最高达265.81kg/hm2。 (5)不同水肥调控方式下,施用化肥增加了小麦季农田土体中硝态氮的残留量。不同灌溉模式下,FO+PAM和FO+LF处理均能有效降低土壤硝态氮残留量和磷的累积量,对夏玉米而言,施肥增加了收获后土体中硝态氮残留量和速效磷累积量。对夏玉米而言,考虑不同水肥调控下肥料利用和环境风险,优化施肥配施液态地膜是最好的处理方式。 综上,不同水肥综合调控下,以减量优化施肥配施土壤调理剂、液态地膜,可以提高小麦玉米产量,保蓄土壤水分。增加了植株对氮磷的吸收累积量,减轻了土壤硝态氮和速效磷的向下淋移量。综合考虑经济及环境效益,以节水灌溉下优化施肥喷施液态地膜处理是提高小麦-玉米轮作体系产量,减轻环境影响的较佳调控措施。