水資源短缺和土壤肥力低下是半干旱地區(qū)限制作物生產(chǎn)的主要因素。過(guò)量的水資源投入和化肥的大量施用，不僅造成水分生產(chǎn)力及氮素利用效率低下，而且會(huì)產(chǎn)生一系列的環(huán)境問(wèn)題，影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。研究表明，有機(jī)肥和生物肥的施用能夠改善土壤質(zhì)量并提高氮素利用效率，是一種環(huán)境友好型的施肥措施，但目前對(duì)綜合施用化肥、有機(jī)肥、生物肥與水分管理對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的互作效應(yīng)及其機(jī)理仍尚未明晰。
中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院科研人員以科爾沁沙地淺埋滴灌玉米 (Zea mays L. ) 為研究對(duì)象，通過(guò)設(shè)置不同的灌溉和施肥處理，研究不同水肥處理對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育、作物產(chǎn)量、水分生產(chǎn)力、氮素利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的影響。研究表明，適度減少灌溉量條件下 (140 mm)，與化肥、有機(jī)肥單施或化肥與有機(jī)肥、生物肥配施相比，綜合施用化肥、有機(jī)肥與生物肥能夠提高玉米葉面積指數(shù)、光合速率（圖1）、生育后期干物質(zhì)積累速率和積累量（圖2、圖3），同時(shí)能夠促進(jìn)吐絲后氮素積累及籽粒氮貢獻(xiàn)率（圖3、圖4），提高作物生育后期光合物質(zhì)生產(chǎn)、氮素吸收和氮素利用率，提高作物水分生產(chǎn)力、優(yōu)化作物階段耗水量，最終提高作物產(chǎn)量，獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益，是適宜于當(dāng)?shù)刈顑?yōu)的水肥施用模式。
該成果于2023年10月22日以Integrated application of fertilization and reduced irrigation improved maize
(Zea mays L.) yield, crop water productivity and nitrogen use efficiency in a semi-arid region 為題，在線發(fā)表于農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域Top期刊Agricultural Water Management ，西北研究院生態(tài)與農(nóng)業(yè)研究室奈曼沙漠化研究站博士研究生王寧為論文第一作者，張銅會(huì)研究員為論文通訊作者。該研究獲中國(guó)科學(xué)院定點(diǎn)幫扶項(xiàng)目和科爾沁沙地生態(tài)沙產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)集成試驗(yàn)與示范項(xiàng)目共同資助。
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圖1 不同水肥處理對(duì)玉米R(shí)1和R3時(shí)期光合作用的影響
圖2 不同水肥處理對(duì)玉米干物質(zhì)積累和積累速率的影響
圖3 不同水肥處理對(duì)玉米干物質(zhì)和氮素積累與分配的影響
圖4 吐絲后N吸收、吐絲前N轉(zhuǎn)運(yùn)及對(duì)籽粒N貢獻(xiàn)與產(chǎn)量的關(guān)系
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