论文摘要
水分和养分是影响作物产量的两个关键因素,有效地利用有限的水、肥资源是农业可持续发展的保证。为了有效利用氮肥,减少NO3--N在土壤剖面中的积累,本研究以黄土高原陇中旱农区全膜双垄沟播玉米为研究对象,设计实施了4种不同的覆膜方式:露地平作（NM）、半膜平作（HM）、全膜平作（CM）、全膜双垄沟播（CMRF）。采用定位实验的方法研究了不同覆膜方式对玉米不同生育期内农田垄沟不同位置间土壤氮素有效性、干物质积累和籽粒产量,玉米对养分吸收、积累及转运规律,土壤剖面硝态氮、铵态氮和全氮的积累强度及氮素利用效率等的影响。主要研究结论如下:1)全生育期覆膜处理在0～10cm表层中NO3--N浓度最高,明显高于NM,具有表聚现象。所有处理NO3--N含量在140 cm土层以下均有积累。各覆膜方式土壤剖面NH4+-N含量在玉米各生育期缺乏规律性变化;不同土层中土壤NH4+-N含量也无明显规律性。整体上NO3--N含量与NH4+-N含量的动态变化趋势一致,随着土层加深均在080cm呈波动下降,80140cm变化稳定,140200cm有所回升。不同生育时期各处理土壤矿质氮含量随土层深度的增加而降低,但不同覆膜处理之间和生育时期其含量存在显著差异,CMRF处理对深层氮养分的吸收能力最强。2)各处理土壤全氮含量随土层加深,总体呈现“S”型趋势。CMRF处理玉米根系对深层全氮的影响作用较其他处理强。NM处理170200cm土层全氮含量的变异幅度最大,各处理200cm土体全氮总量大小顺序表现为:CMRF>HM>NM>CM。8月份覆膜处理玉米根系对土壤氮素的吸收量较NM处理大,表明覆膜有利于玉米根系对土壤深层养分的吸收。3)不同覆膜处理显著影响玉米籽粒产量,CMRF比CM和HM分别增产6.96%、49.84%,NM没产量。不同覆膜处理下,相同器官间各种转移指标差异不显著。CM和HM叶片中干物质转运量最大,均为1300.00kg/hm2,NM最小,平均为833.33 kg/hm2;各处理玉米叶、茎、苞叶和穗轴的干物质转运量、干物质转移率以及干物质转运贡献率在器官间的差异均表现为叶片>茎秆>苞叶和穗轴。玉米叶片、茎秆、苞叶和穗轴3个器官的总干物质转移率表现为HM>CMRF>CM;HM、CMRF、CM总干物质转移率分别为:52.95%、41.36%和40.99%。叶片的干物质转运量和转移率对籽粒的贡献率最大,生育后期的光合生产干物质量对籽粒的贡献率在17.03%26.34%之间,说明籽粒产量在很大程度上决定于后期的光合生产能力。植株干物质转运量、干物质转移率和干物质转运贡献率大小顺序均为HM> CMRF >CM。4)CMRF显著增强了植株对土壤氮的利用和氮素向籽粒的转运。全生育期植株平均氮素积累量表现为:CMRF> CM > HM> NM。籽粒氮积累量CMRF较CM和NM高出20.48%和87.87%,生物产量CMRF较HM增产37.60%,经济产量增产49.84%。全膜处理可显著提高玉米植株氮素的积累。玉米氮养分含量随生育期的推进而降低,而植株地上部养分积累量总体呈递增趋势。各处理玉米氮养分积累动态呈“S”型趋势（除NM处理外）,在8月9日开花期玉米氮素积累达峰值,地上部氮积累总量到成熟期达最大。CMRF处理下玉米籽粒氮积累量显著大于其他处理。5) CMRF有利于提高玉米氮素收获指数和氮素利用效率。氮素收获指数CMRF较HM显著提高22.55%。不同处理之间的NUE差异显著（P < 0.05）,CMRF较HM显著提高53.98%。