【正文】 土壤水分向深層土壤移動，有利于提高土壤深層水分儲藏能力；在抽穗—灌漿期，60～100 cm土壤含水量大小依次為W3N1＞W3N3＞W3N2＞W2N2＞W1N3＞W2N1＞W1N1＞W2N3＞W1N2，表明制種玉米在此期間灌水定額較大時，適當降低灌水次數不會影響土壤含水能力；在灌漿—成熟期，各處理土壤水分含量明顯減少，60～80cm土壤含水量依次為W3N1＞W3N2＞W1N1＞W1N3＞W3N3＞W2N2＞W2N1＞W2N3＞W1N2，這表明高水中氮（W3N2）處理對作物成熟期土壤深層水分沒有明顯的促進作用。 圖31不同生育階段0～100 cm土壤含水率的變化Fig 31 Variety of soil moisture content from 0 to 100 cm in different growth stages. 不同生育階段耗水量的變化表31為制種玉米在不同生育階段耗水規(guī)律的變化。結果表明：在不同的灌溉定額條件下，制種玉米的耗水規(guī)律表現出生育前期少、中期多、后期略少的變化趨勢（表31）。階段耗水量以灌漿—成熟期所占的比重最大，約占到整個生育期總耗水量的40%左右，階段日均耗水量隨著玉米生育期的完成呈現出先增加后降低的趨勢。播種—拔節(jié)期間，制種玉米耗水量和耗水強度較小，～ mm之間變化，進行適度干旱，有利于制種玉米蹲苗促壯，增強后期的抗倒伏能力。在拔節(jié)—抽穗期間，～6mm， 說明在進入營養(yǎng)生長和生殖生長階段，要及時灌水，及時有效的促進營養(yǎng)生長到生殖生長的轉變。抽穗—灌漿期間，制種玉米進入需水高峰期?！?mm,干旱和缺水對這一時期制種玉米的生長影響非常大，容易造成卡脖旱，使得制種玉米抽雄吐絲困難，嚴重影響產量的形成，要在此期間及時灌溉二水，并適度加大灌溉定額。灌漿—成熟期間，盡管制種玉米的日均耗水量降低了，但是該生長階段持續(xù)時間較長，期間氣溫較高，干旱容易造成籽粒營養(yǎng)不良，千粒重下降，影響產量和種子的商品性。因此，根據制種玉米的耗水規(guī)律，確定了制種玉米在生育期適宜的灌水次數為四次，各灌水時期分別為：拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄吐絲期、灌漿中后期。表31 制種玉米在不同生育階段耗水量及耗水特征Table 31 the water consumptioncontent and characteristics of Seed corn in different growthstage灌水定額播種拔節(jié)拔節(jié)抽穗抽穗灌漿灌漿成熟耗水量耗水強度耗水量耗水強度耗水量耗水強度耗水量耗水強度m3/hm2mmmm/dmmmm/dmmmm/dmmmm/dW1W2W3注：平：W1 2400 m3/hmW2 4800 m3/hmW3 6000 m3/hm2。 水肥耦合條件下水分利用效率的變化 圖32是制種玉米在水肥耦合條件下其水分利用效率的變化。結果表明：當灌水增加時，水分利用效率逐漸下降。相同灌水水平下，作物的水分利用效率隨著施氮量的增加而逐漸增加。當灌水量大于4800 m3/hm2時，隨著施氮量的增加，水分利用效率反而下降。圖32不同處理下水分利用率的變化Fig 32 Variety of wateruseefficiency in different treatments 水肥耦合對制種玉米土壤養(yǎng)分的影響 水肥耦合條件下土壤硝態(tài)氮含量的變化圖33為不同水肥條件下制種玉米土壤剖面殘留硝態(tài)氮含量分布變化趨勢。結果表明：在相同的施肥條件下，隨著灌水量的增加，0100 cm土層土壤硝態(tài)氮的含量呈現逐漸減小的趨勢；在100200 cm土層中，土壤硝態(tài)氮的含量呈現增加趨勢。在相同灌水條件下，隨著施氮量的增加，土壤中硝態(tài)氮含量明顯增加，隨著施氮量的增加，土壤剖面殘留的硝態(tài)氮含量顯著增加。 圖33 0～200 cm土層收獲后硝態(tài)氮含量的變化Fig 33 The content of nitrate nitrogen from 0 to 200 cm after harvest 水肥耦合條件下氮肥利用率的變化圖34是制種玉米在水肥耦合條件下其氮肥利用率的變化。結果表明：當灌水量低于4800 m3/hm2時，隨著施氮量的增加，氮肥利用率逐漸提高；當灌水量達到4800 m3/hm2時，隨著施氮量的增加，氮肥利用率先提高后略微下降；當灌水量大于4800 m3/hm2時，隨著施氮量的增加，氮肥利用率逐漸下降。在相同的施氮水平下，氮肥利用率隨著灌水量的增加呈現出先增加后降低的趨勢。圖34 不同處理下氮肥利用率的變化Fig 34 Variety of nitrogen fertilizeruseefficiency in different treatments 水肥耦合對制種玉米生長和產量的影響圖35為水肥耦合條件下制種玉米主要生育期葉片光合速率的變化。有圖可以看出，在拔節(jié)期制種玉米的功能葉片的凈光合速率相對較低， μmol/m2s；在抽雄期高水高氮處理（W3N3）達到最大值 μmol/m2s，各處理間差異明顯，隨著生育期的繼續(xù)推進，功能葉片的凈光合速率開始迅速下降，至成熟期下降至最低， μmol/m2s，處理間差異不顯著。圖35 水肥耦合對于制種玉米主要生育期葉片光合速率的影響Fig 35 Effect of water and nitrogen coupling on maize photosynthesis rate during the main growth period 水肥耦合條件下制種玉米葉片蒸騰速率的變化圖36為水肥耦合條件下制種玉米主要生育期葉片蒸騰速率的變化。有圖可知，在不同水肥處理下，制種玉米功能葉片的蒸騰速率同樣也隨著生育期的逐漸完成呈現處先升高后下降的趨勢。在拔節(jié)期，各處理間葉片的蒸騰速率均未隨著水肥條件的不同而出現顯著的差異，各處理間制種玉米葉片的蒸騰速率基本維持在4～6 μmol/m2s左右；在抽雄期，隨著植株的生長和葉面積的擴大，葉片的蒸騰速率迅速升高，在中水中氮（W2N2）處理下， μmol/m2s，之后開始迅速下降，在成熟期達到最低，處理間差異不顯著， μmol/m2s左右。圖36 水肥耦合對于制種玉米主要生育期葉片蒸騰速率的影響Fig 36 Effect of water and nitrogen coupling on maize leaf transpiration rate during the main growth period 水肥耦合條件下制種玉米葉片氣孔導度的變化圖37為水肥耦合條件下制種玉米主要生育期葉片氣孔導度的變化。結果表明：不同水肥處理間制種玉米葉片的氣孔導度隨著生育期的逐漸完成，呈現出先增加后降低的趨勢，并且在抽雄期間達到最大值，處理間差異顯著。與之相比，在拔節(jié)期葉片氣孔導度在不同處理間差異較小，在抽雄期和灌漿期顯著增加，在成熟期迅速降低并且處理間不存在差異。尤其是在抽雄期到灌漿期，氣孔導度的平均降幅小于10%，并且中高水分和氮素水平處理下葉片的氣孔導度明顯高于其他處理。圖37 水肥耦合對于制種玉米主要生育期葉片氣孔導度的影響Fig 37 Effect of water and nitrogen coupling on maize leaf stomata conductance rate during the main growth period 水肥調控下干物質的變化 圖38是制種玉米在水肥耦合條件下其干物質含量的變化。結果表明：制種玉米在各處理條件下生物量均隨著生育期的后延而增加，在拔節(jié)期以前不同施肥和灌水量對干物質積累量的影響不顯著，在進入抽雄期以后，隨著施肥量和灌水量的增加，干物質含量明顯增加，尤其是灌漿期表現更加明顯。通過相關性分析表明，拔節(jié)期增施氮肥不利于干物質的積累，抽雄期隨著氮肥的增加干物質含量遞增，直到灌漿期植株對氮肥的需求急劇增加，此階段干物質含量積累與施氮量呈顯著的正相關。此時，由于氮肥的增施植株地上部分生長增快，以至對水分的需求劇增，至成熟期灌水量與干物質積累量呈顯著正相關。 水肥調控下制種玉米產量的變化圖39為水肥耦合條件下制種玉米產量的變化。結果表明：在同一施氮水平下，制種玉米的產量隨著灌水量的增加而增加，產量與灌水量呈極顯著的正相關，當施氮量為240 kg/hm2，隨著灌水量的增加產量的增加幅度最大，當灌水量達到6000m3/hm2時，制種玉米的產量達到最大值17000kg/ hm2，當施氮量增加至360 kg/hm2時，隨著灌水量的增加產量的增加幅度相對較?。辉谕还嗨畻l件下，制種玉米的產量隨著施氮量的增加而增加，當灌水量為6000m3/hm2時，高氮（360 kg/hm2）條件下制種玉米的產量反而比中氮（240 kg/hm2）條件下的產量低，這說明在水分充足的條件下，過多的氮肥施用量不一定能明顯提高制種玉米的產量，同時也說明說明氮肥對于制種玉米產量的影響需要在一定的水分條件下才能最大限度的發(fā)揮增產效應。圖38 不同水肥處理下干物質含量的變化Fig 38 Variety of dry matter in different water and fertilizer treatments圖39 水肥耦合對制種玉米產量的影響Fig 39 Effect of water and nitrogen coupling on yield第四章 討論與結論 討論 水肥耦合對水肥利用率的影響水是肥效發(fā)揮的關鍵，肥是打開水土系統(tǒng)生產效能的鑰匙，水肥協(xié)調配合是作物生產的關鍵。水肥關系失調意味著植物生長過程的衰退甚至停止，因此確定 合理的施肥量必須與水分狀況緊密結合（張秋英，2003）。我國長期以來把“早地農田水肥交互作用及耦合模式研究”作為攻關重點專題，取得了前所未有的成績，在一些領域獲得了突破性進展。利用水肥耦合作用原理，根據不同作物需水、需肥特性，將灌溉與施肥有機地協(xié)調起來，提高水肥利用效率（Bronstert，2000）。半干旱區(qū)灌溉農業(yè)中，水肥具有明顯的藕合關系，肥料的增產作用不僅在于肥料本身，更重要的還在于與土壤水分的互作。水分和肥料是一對相互作用，相互影響的整體。水肥藕合作用對土壤水分動態(tài)變化具有極為明顯的影響。協(xié)調水肥的目的就是要達到水肥的協(xié)同作用，共同促進植物的生長發(fā)育，以獲得高產。在干旱地區(qū)，干旱和瘠薄是作物產量的兩個限制因素，干旱對植物的主要影響是生理脫水，原因是干旱導致的組織和細胞水勢下降，從而影響到植物對土壤水分的利用效率。施肥能提高植物滲透調節(jié)能力，尤其是增施氮肥可以顯著抑制蒸騰失水提高水分利用率（王德水，1995）。適度并且緩慢的水分虧缺在玉米的拔節(jié)進行時對產量的影響較小，是由于拔節(jié)期的溫度比較高、因此耗水量也大，在這個時候進行水分虧缺，會對地上部分的旺長受到抑制，如果進行合理密植，就會提高作物產量（康紹忠，1998）。本研究認為在拔節(jié)—抽穗期間，～6mm， 說明在進入營養(yǎng)生長和生殖生長階段，要及時灌水，及時有效的促進營養(yǎng)生長到生殖生長的轉變。抽穗—灌漿期間，制種玉米進入需水高峰期?！?mm，干旱和缺水對這一時期制種玉米的生長影響非常大，容易造成卡脖旱，使得制種玉米抽雄吐絲困難，嚴重影響產量的形成，要在此期間及時灌水，并適度加大灌溉定額。灌漿—成熟期間，盡管制種玉米的日均耗水量降低了，但是該生長階段持續(xù)時間較長，期間氣溫較高，干旱容易造成籽粒營養(yǎng)不良，千粒重下降，影響產量和種子的商品性。因此，確定適宜的灌溉量（4800 m3/hm2）和合理的灌溉時間，能顯著改善產量構成因素，提高半干旱地區(qū)制種玉米的產量。 水肥耦合對氮肥利用率的影響土壤水分狀況影響土壤中不同位點的可給態(tài)養(yǎng)分的轉化速率。旱地中植物主要以吸收NO3N為主，施入的尿素和銨態(tài)氮肥會通過硝化作用轉化為NO3N，土壤水分的增加能加速轉化，從而有利于