全膜双垄沟播玉米水肥协同作用机理研究

玉米产量的高低直接影响到粮食供应、畜牧业兴衰和社会经济的可持续发展。甘肃省玉米生产有着较大的增产空间，难以实现高产稳产主要是干旱、年度间或年度内降水不均等原因所致。本研究针对目前甘肃省干旱生境严重影响玉米生产的现实，结合目前正在推广的全膜双垄沟播玉米增产增收的技术优势，拟通过对实施该技术前提下的玉米水分运移规律、养分吸收与运转规律、干物质积累和分配规律及光合特性的研究，进一步探讨该项技术的抗旱、保水和增产机理，优化破解干旱因素对甘肃省玉米生产的制约，为进一步完善和提高全膜双垄沟播玉米栽培技术，增加玉米产量提供理论依据。为促进甘肃省玉米产业发展、满足国内市场对玉米的需求以及促进畜牧业、粮食加工业发展和农民增收提供支撑。

本项目通过田间试验(不同覆膜栽培方式、不同种植密度、不同氮磷肥用量)，研究了全膜双垄沟播玉米的生长发育状况、土壤养分及水分状况、生态生理特性、籽粒产量及水分利用效率等，取得的主要结果有：.1、不同覆膜方式下，0～150 cm土层玉米根长密度表现为全膜双垄沟播种植﹥半膜双垄沟播﹥常规地膜覆盖﹥露地（CK，P＜0.05）；根干重密度主要集中在0～30 cm土层，且垄沟﹥垄中，全膜双垄沟播﹥常规覆膜﹥半膜双垄沟播，单苗﹥双苗。.2、不同覆膜方式下，玉米全生育期茎叶干重均为全膜双垄沟播处理（QS）最大。覆膜处理总干重﹥CK，双垄﹥垄作，全膜﹥半膜、垄作﹥平作，其中，处理QS最大，该处理在拔节期植株月70%的干物质分配到叶片。4.50×104株/hm2（D1）茎叶干重高于6.75×104株/hm2（D2）。施氮150 kg/hm2（NP3）和180kg/hm2（NP4）可显著促进干重的增加。.3、不同栽培方式下玉米叶片Pn和Tr表现为全膜﹥半膜﹥CK，双垄﹥垄作﹥平铺穴播。其中，处理QS的Pn、Gs、LWUE等显著高于其他。D2处理的叶面积指数、叶片Spade值、可溶性蛋白等显著高于D1。处理NP3和NP4可显著促进玉米的生长发育。.4、全膜双垄沟播栽培显著提高了土壤含水量，尤其增加了0～20cm土层土壤含水量，保墒抗旱作用明显。0～160cm土层土壤含水量为D1高于D2。处理NP3和NP4可显著提高苗期100～160cm土层土壤含水量， 80cm以下土层施氮量达180kg/hm2时，土壤含水量随施肥量增加而增大。.5、各处理土壤脲酶活性、碱解氮含量在拔节和灌浆期出现高峰，全氮和全磷含量成熟期低于播前；土壤脲酶和碱性磷酸酶活性随施肥量增加而增加，NP5最大；0～20cm土层土壤酶活性及氮磷含量均高于20～40cm土层；土壤脲酶活性与全氮、碱解氮，土壤碱性磷酸酶活性与全氮、全磷、速效磷呈显著或极显著正相关。.6、全膜双垄沟播栽培显著提高了玉米产量和WUE，较半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和CK分别显著提高17.72%、22.01%和47.00%，WUE提高6.41%、18.54%和43.57%。D2产量和WUE大于D1。随肥量的增加产量增加，当施氮超过150kg/hm2（D2水平）或180kg/hm2（D1水平）时，产量和WUE随施肥量的增加而下降。