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节水节肥是现代玉米生产的重要措施,对于水资源不足的北方更为重要,滴灌水肥一体化是实现这一措施的重要途径。为探明在滴灌条件下不同氮密耦合对玉米光竞争性状的影响,进一步明确不同氮密耦合对玉米产量及经济效益的影响机制,于2015年、2016年在青岛农业大学胶州试验站开展了大田滴灌试验。试验设210(F1)、195(F2)、180(F3)kg N/hm23个施氮量,90000(D1)、75000(D2)、60000(D3)和45000(D4)株/hm24个种植密度。遵循肥密正互作原理,采用1/2实施试验,按照高密配高氮、低密配低氮原则构成6个氮密耦合处理。试验采用随机区组设计,选用国审玉米品种郑单958,系统研究分析了氮密耦合对滴灌玉米光竞争能力、氮素积累与利用、生物量积累与分配及经济效益的影响,获得了产量高、经济效益好的最佳氮密耦合,为进一步提高玉米产量、增加经济效益提供理论依据和实际技术。试验主要结果如下: 1.氮密耦合对滴灌玉米光竞争能力的影响 在不同生育时期,在6个氮密耦合中,处理F1D2(施氮量为210 kg N/hm2、密度为75000株/hm2)显著减小滴灌玉米叶倾角,增大叶向值,增加了滴灌玉米叶片对光能的截获,增强了光截获能力。处理F1D2还增加了滴灌玉米的株高、单株叶面积及叶绿素SPAD值、净光合速率,增强了光吸收能力和光同化能力,从而增强光竞争能力。处理F1D2能增大滴灌玉米的群体遮挡势,减小R/FR比值,从而增强玉米的光竞争强度。 随着施氮量与种植密度的增加,每公顷穗数、穗粒重及果穗重显著下降,但处理F1D2有效提高了玉米穗行数、行粒数、穗粒数及千粒重,从而提高玉米籽粒的产量。15年试验中处理F1D2中产量较其他处理增加了6.71%、3.86%、5.26%、0.45%、0.08%;而16年数据中处理F1D2中产量高于其他处理,较其他处理增加了3.77%、2.73%、8.48%、13.00%、7.44%。 2.氮密耦合对滴灌玉米氮素积累及利用的影响 处理F1D2可以显著提高滴灌玉米植株最上展开叶及穗位叶的净光合速率,维持生育后期较高的单株叶面积及光合势,促进氮素在植株地上部的积累,在玉米生育后期能够维持较高的光合生产力。在吐丝期和成熟期,处理F1D2能够增加滴灌花前及花后氮素积累量、植株氮素积累量、百公斤籽粒氮素需求量及氮素收获指数,显著提高氮肥利用率、氮素利用效率以及玉米器官叶、叶鞘、茎、及籽粒的氮素积累量,减小氮肥利用效率。 3.氮密耦合对滴灌玉米生物量的积累与分配的影响 随着生育时期的推移,各氮密耦合处理的滴灌玉米整株生物量积累量呈现增大的趋势,在成熟期均达到最大值,但处理F1D2与其他处理相比,玉米植株的生物量的积累量最高,能够显著增加滴灌玉米生物量的积累量。而对于植株各器官生物量的分配量,叶、叶鞘、茎以及籽粒中生物量较大,处理F1D2中叶、叶鞘、茎及籽粒中生物量高于其他处理,显著增加滴灌玉米籽粒生物量,从而增加玉米的籽粒产量。 4.氮密耦合对滴灌玉米经济效益的影响 处理F1D2较其他氮密耦合,可显著提高滴灌玉米的产值。在两年的试验中,玉米种子的价格、肥料的价格各不相同,不考虑滴管带等间接因素,从经济效益来看,处理F1D2可增加收益。 因此,F1D2处理,即施氮量为210kgN/hm2、密度为75000株/hm2为最优的氮密耦合,光竞争能力增强,产量高,经济效益高。