不同灌水和施氮水平對(duì)河西春玉米水氮利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的影響

閔 迪，王增紅，李援農(nóng)，張 舵

(西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100)

玉米作為全球最重要的谷物之一，其產(chǎn)量的高低對(duì)人類糧食的供應(yīng)至關(guān)重要。河西走廊是我國(guó)重要的玉米生產(chǎn)基地，氣候異常、降雨不確定和分布不均造成的干旱是導(dǎo)致該地區(qū)糧食產(chǎn)量不穩(wěn)定的主要因素[1-2]。長(zhǎng)期面臨的水資源緊缺使農(nóng)業(yè)用水矛盾日益突出[3]。同時(shí)，不合理的灌溉模式和灌水量與當(dāng)?shù)仄叭赖耐寥蕾|(zhì)地造成農(nóng)田滲漏嚴(yán)重[4-5]，導(dǎo)致水分利用效率較低。此外，該地區(qū)還存在過(guò)量施肥與施肥方式落后等問(wèn)題[6]，在河西地區(qū)純氮施用量高達(dá)525～600 kg·hm-2[6-7]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出作物對(duì)養(yǎng)分的需求，造成農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮素盈余[8]，肥料利用效率低下，并導(dǎo)致一系列的環(huán)境問(wèn)題[9]。因此，發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)，探究合理的水肥管理模式，提高農(nóng)田水肥利用效率，對(duì)于保障該地區(qū)糧食安全，緩解水資源短缺，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，確保區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[10]。

滴灌水肥一體化技術(shù)能有效提高作物根區(qū)水肥分布的均勻度[11]，維持作物高產(chǎn)的同時(shí)能有效降低水肥投入，從而提高水肥利用效率[12]。在砂質(zhì)土壤玉米生產(chǎn)區(qū)采用滴灌比傳統(tǒng)灌溉的水分利用效率更高[13]，覆膜可以減少土壤蒸發(fā)，提高土壤溫度，改善耕層土壤環(huán)境[14-15]，從而促進(jìn)植株生長(zhǎng)[16]。目前，關(guān)于灌水量和施氮量耦合處理對(duì)大田玉米生長(zhǎng)特性[17]、產(chǎn)量[18-19]、土壤水分養(yǎng)分[20-21]、作物水肥利用效率[22-23]的研究成果很豐富，但膜下滴灌條件下，水氮耦合對(duì)河西走廊大田玉米水氮利用效率和灌溉經(jīng)濟(jì)效益的研究成果較少。因此，本文通過(guò)設(shè)置不同灌水和施氮水平組合處理，研究春玉米地上干物質(zhì)量、氮素累積量、籽粒產(chǎn)量及水氮利用效率對(duì)水氮組合的響應(yīng)，評(píng)價(jià)各處理下的經(jīng)濟(jì)效益，從而確定適宜的供水供氮水平，為河西地區(qū)春玉米節(jié)水、節(jié)肥和增效的生產(chǎn)模式提供一定理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2018年4月—2018年9月在甘肅省武威市涼州區(qū)石羊河流域?qū)嶒?yàn)站進(jìn)行。該區(qū)海拔1 581 m，多年平均降水量164 mm(主要集中在7、8、9月份)，多年平均水面蒸發(fā)量2 000 mm，為典型的內(nèi)陸荒漠氣候區(qū)，2018年玉米生育期(2018年4月23日—2018年9月22日)共計(jì)降雨193 mm(如圖1)。光熱資源充足，全年日照時(shí)數(shù)大于3 000 h，年平均氣溫為8℃，無(wú)霜期大于150 d[24]，多年平均風(fēng)速為1.3 m·s-1。土壤質(zhì)地為輕砂壤土，有機(jī)質(zhì)含量為43.65 g·kg-1。田間農(nóng)家肥(主要為羊糞)含量為18 t·hm-2。地表1 m深度內(nèi)土層土壤容重為1.4 g·cm-3，平均田間持水量為30%(體積含水量)，地下水埋深達(dá) 25～30 m。站內(nèi)設(shè)有普通氣象站，按照國(guó)家氣象局的《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》進(jìn)行氣溫、濕度、降水、日照、水面蒸發(fā)、風(fēng)速、氣壓和地溫的觀測(cè)，并設(shè)有自動(dòng)氣象站記錄氣溫、相對(duì)濕度、太陽(yáng)輻射和風(fēng)速。試驗(yàn)玉米品種為先玉335號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用膜下滴灌的方式進(jìn)行灌溉，試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)灌溉水平，分別為充分灌溉(FI)，輕度虧缺灌溉(DI1)，重度虧缺灌溉(DI2)。灌水量采用灌水上限控制，分別為95%θf(wàn)(土壤田間持水量)，80%θf(wàn)，65%θf(wàn)。灌水前采用取土烘干稱重測(cè)定土壤含水率，灌水量=(灌水上限-土壤含水率)×土壤容重×計(jì)劃濕潤(rùn)層深度×濕潤(rùn)比，為保證出苗，播前各處理采用畦灌冬儲(chǔ)灌溉。施肥采用4個(gè)施氮水平，分別為0、70、140、210 kg·hm-2(尿素，含氮量46%，以純N計(jì))，各記為N0、N70、N140和N210，氮肥在拔節(jié)期用施肥罐隨滴灌分2次施加。試驗(yàn)共12個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，各個(gè)小區(qū)均為南北走向，小區(qū)面積36 m2(8 m×4.5 m)。玉米采用寬窄行播種(寬行60 cm，窄行40 cm)和一條滴灌帶控制2行春玉米種植方式，株距20 cm，種植密度為100 000株·hm-2，滴灌帶滴頭間距30 cm，滴頭流量2.5 L·h-1，工作壓力0.1 MPa。春玉米生育期內(nèi)灌水量和灌水日期如表1。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 春玉米地上部干物質(zhì)量 春玉米成熟后，在每個(gè)小區(qū)選取5株有代表性的植株，齊地剪斷，去除表面污垢后將各器官分離，于烘箱105℃殺青0.5 h，然后于75℃烘干至恒重后，用電子天平(量程100 g，精度0.01 g)稱干重并記錄，最后乘以種植密度換算成群體生物量(t·hm-2)。

1.3.2 春玉米地上部氮素累積量 將烘干后的各器官干物質(zhì)粉碎、過(guò)篩，用濃H2SO4-H2O2消煮法消煮植物樣品，然后用全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定消解液中全氮含量。

圖1 2018年玉米生育期內(nèi)降雨情況Fig.1 Rainfall during maize growing season in 2018

表1 春玉米滴灌灌水試驗(yàn)方案

各器官氮素累積量(kg·hm-2)=各器官全氮含量(mg·kg-1)×器官干物質(zhì)量(g·株-1)×種植密度(株·hm-2)×10-4；

地上部氮素累積量(kg·hm-2)=各器官氮素累積量之和。

1.3.3 籽粒產(chǎn)量 成熟期苞葉完全變白后，選取小區(qū)中間相鄰2條滴灌帶控制的2行玉米，連續(xù)取10株，將所有穗掰下，風(fēng)干后脫粒測(cè)定總質(zhì)量、穗粒數(shù)及其百粒質(zhì)量，最終折算成含水率為14%的籽粒產(chǎn)量[25]。

1.3.4 春玉米耗水量和水氮利用效率 在播種前、每次灌水前和收獲后測(cè)定0～100 cm土壤的含水率，用土鉆在距離玉米植株5～10 cm處取土，每個(gè)小區(qū)3個(gè)測(cè)點(diǎn)，沿豎向每隔20 cm取1個(gè)土樣，放入鋁盒，在烘箱中烘干后測(cè)定土壤含水率。

播前和收后的土壤貯水量(mm)=土壤干容重(g·cm-3)×土層厚度(cm)×土壤含水率(%)×10；

春玉米耗水量采用水量平衡法計(jì)算，公式為

ET=Pr+U+I-D-R-ΔW

式中，ET為作物耗水量(mm)；Pr為有效降雨量(mm)；U為地下水補(bǔ)給量(mm)；I為灌水量(mm)；R為徑流量(mm)；D為深層滲漏量(mm)；ΔW為播種時(shí)和收獲后土壤貯水量之差(mm)。由于試驗(yàn)區(qū)地下水埋藏較深，地勢(shì)平坦且降雨量較小，且滴灌濕潤(rùn)深度較淺，U、R和D均忽略不計(jì)。

春玉米水分利用效率：

WUE=Y/ET

式中,Y為籽粒產(chǎn)量(kg·hm-2)。

氮肥偏生產(chǎn)力(nitrogen partial factor productivity，NPFP)的計(jì)算公式如下：

NPFP=Y/N

式中，N為投入的氮肥總量(kg·hm-2)。

收獲指數(shù)(harvest index，HI):

HI(%)=籽粒產(chǎn)量/地上部干物質(zhì)累積量

氮收獲指數(shù)(nitrogen harvest index，NHI)：

NHI(%)=籽粒吸氮量/植株吸氮量

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2010軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步整理，用SPSS 20.0對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行方差分析與多重比較，方差分析采用ANOVA，多重比較采用Duncan(D)方法；采用OriginPro 8.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水與施氮量對(duì)地上部干物質(zhì)量的影響

圖2為灌水與施氮量對(duì)春玉米地上部干物質(zhì)量的影響試驗(yàn)結(jié)果。

由圖2分析知，灌水和施氮量對(duì)春玉米地上部干物質(zhì)量存在顯著影響。在相同灌溉水平下，春玉米地上部干物質(zhì)量在0～210 kg·hm-2的施氮范圍內(nèi)隨施氮量的增加而增加。隨著水分虧缺的加劇，地上部生物量呈下降趨勢(shì)。DI2灌溉水平下，春玉米地上部干物質(zhì)量的變化范圍為32 640.3～39 053.0 kg·hm-2，干物質(zhì)量隨施氮量的增加增長(zhǎng)緩慢；DI1灌溉水平下的變化范圍為34 947.7～43 082.3 kg·hm-2，施氮量從N70增加到N140，地上部干物質(zhì)量顯著增加，而由N140增加至N210，地上部干物質(zhì)量差異不顯著；在FI灌溉水平下的變化范圍是34 199.7～44 326.7 kg·hm-2。與DI2處理相比，DI1和FI處理的地上部干物質(zhì)量分別高出9.2%和6.6%。

施氮量相同條件下，灌溉水平對(duì)地上部生物量的影響存在顯著差異。施氮量不超過(guò)140 kg·hm-2時(shí)，DI1處理下的春玉米地上部干物質(zhì)量顯著大于

注：數(shù)據(jù)為各處理的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，不同字母代表不同灌溉處理間差異顯著(P<0.05)。下同。Note: Data points are mean and standard deviation for different irrigation and fertilizer treatments, different letters indicate significant difference among different irrigation treatments (P<0.05). The same below.圖2 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米地上部干物質(zhì)量的影響Fig.2 Effect of different irrigation and N application levelson aboveground dry matter of spring maize

FI和DI2處理，且DI1>FI>DI2；施氮量為210 kg·hm-2時(shí)，F(xiàn)I處理的地上部干物質(zhì)量顯著大于DI1和DI2，且FI>DI1>DI2。與不施氮(N0)相比，N70處理下春玉米的地上部干物質(zhì)量增幅達(dá)3.7%～7.5%(P<0.05)，N140下增加14.9%～22.0%(P<0.05)，N210下增加19.6%～29.6%(P<0.05)。

2.2 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米氮素累積量的影響

不同灌水和施氮量對(duì)春玉米氮素累積量的影響如圖3。在相同灌溉水平下，春玉米氮素累積量在0～210 kg·hm-2的施氮范圍內(nèi)隨施氮量的增加顯著增加(P<0.05)。DI2處理下，氮素累積吸收量的范圍是326.66～407.89 kg·hm-2，N70和N140處理之間的差異不顯著；DI1處理下為344.82～448.67 kg·hm-2；而FI處理下為338.32～466.91 kg·hm-2，N0和N70處理之間的差異不顯著。分析可知，F(xiàn)I處理下的氮素累積吸收量變化幅度大于DI1和DI2處理。與DI2相比，DI1和FI處理的氮素累積量分別提高8.0%和5.4%。

在相同施氮水平下，施氮量不超過(guò)140 kg·hm-2時(shí)，DI1處理下的氮素累積吸收量顯著大于DI2和FI處理；而施氮量為210 kg·hm-2時(shí)，F(xiàn)I處理下的氮素累積量顯著大于DI1和DI2處理。與不施氮(N0)相比，N70下春玉米氮素累積吸收量增加0.6%～9.5%(P<0.05)，N140下的增幅為12.6%～18.2%(P<0.05)，而N210下增加24.9%～38.0%(P<0.05)。

2.3 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米籽粒產(chǎn)量的影響

同一灌溉水平下，施氮對(duì)春玉米有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)(表2)。重度虧缺灌溉條件下，籽粒產(chǎn)量隨施氮量的增加而顯著增加；輕度虧缺灌溉條件下，N140和N210處理之間無(wú)顯著差異，說(shuō)明過(guò)量施氮肥會(huì)阻礙籽粒產(chǎn)量的累積；充分灌溉條件下，施氮量對(duì)籽粒產(chǎn)量的累積有正效應(yīng)。

圖3 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米氮素累積量的影響Fig.3 Effect of different irrigation and N application levelson N accumulation of spring maize

與不施氮(N0)相比，N70下的籽粒產(chǎn)量增幅為2.9%～9.6%(P<0.05)，N140處理下的增產(chǎn)幅度為12.1%～15.9%(P<0.05)，而N210處理下增加12.2%～21.8%(P<0.05)。施氮量不超過(guò)140 kg·hm-2時(shí)，DI1處理下的籽粒產(chǎn)量顯著大于DI2和FI處理；施氮量為210 kg·hm-2時(shí)，DI1和FI處理的籽粒產(chǎn)量無(wú)顯著差異，并顯著大于DI2處理?？偟目磥?lái)，DI1灌溉水平的籽粒產(chǎn)量比FI和DI2平均高出5.5%和8.3%。

灌水與施氮水平對(duì)春玉米的穗粒數(shù)、百粒重有顯著影響。各處理的穗粒數(shù)與百粒重的整體變化趨勢(shì)與籽粒產(chǎn)量大致相同，與不施氮(N0)相比，處理N70、N140、N210的穗粒數(shù)和百粒重分別增加了1.3%、2.6%、4.7%和4.2%、10.9%、12.1%。說(shuō)明施氮肥可以促進(jìn)春玉米的生長(zhǎng)，增加春玉米的穗粒數(shù)，使得其籽粒飽滿，進(jìn)而提高春玉米的產(chǎn)量。

表2 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米籽粒產(chǎn)量的影響

2.4 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米耗水量和水氮利用效率的影響

不同灌水和施氮量對(duì)春玉米耗水量的影響顯著(如表3)。在同一灌溉水平下，春玉米耗水量隨施氮量的增加而增加。與不施氮(N0)相比，F(xiàn)I、DI1和DI2下各施氮處理的耗水量分別增加1.7%～50.8%、10.8%～38.7%和19.2%～31.0%(P<0.05)。在相同施氮量下，春玉米耗水量隨灌溉水平的提高而增加。與DI2相比，DI1和FI下的耗水量增幅分別為23.9%～53.4%和72.9%～102.7%(P<0.05)。

由表3分析知，不同灌水和施氮處理對(duì)春玉米水分利用效率影響顯著(P<0.05)。不同處理的水分利用效率在3.16～5.63 kg·m-3，水分利用效率最大的處理是DI2灌溉水平下的N70。相同施氮水平下，DI2處理的水分利用效率最高，變化范圍為4.92～5.63 kg·m-3，比DI1和FI處理分別高出22.8%～38.5%和39.1%～56.5%。綜上，同一施氮水平下，水分利用效率隨灌溉水平的提高而降低。相同灌溉水平下，春玉米的水分利用效率隨施氮量的增加呈先增后減的變化趨勢(shì)。在N70處理下的水分利用效率最高，比N0、N140和N210分別高出0.0%～6.0%、13.5%～23.3%和14.4%～31.2%。

不同灌水和施氮量對(duì)春玉米氮肥偏生產(chǎn)率的影響顯著(P<0.05)。在相同灌溉水平下，氮肥偏生產(chǎn)率隨施氮量的增加顯著減小，所有處理中以DI1×N70處理的氮肥偏生產(chǎn)率最高，為276.63 kg·kg-1，與FI、DI2的N70處理差異顯著，后兩者之間的差異不顯著；N140處理下氮肥偏生產(chǎn)率有相同變化規(guī)律；N210處理下的氮肥偏生產(chǎn)率無(wú)顯著差異。

不同灌水和施氮水平對(duì)氮收獲指數(shù)和玉米收獲指數(shù)有顯著影響。不同水氮處理的氮收獲指數(shù)在63.8%～73.3%，在相同灌溉水平下，N70處理下的氮收獲指數(shù)最高。春玉米收獲指數(shù)在52.4%～59.6%，DI1和FI條件下，春玉米的收獲指數(shù)隨施氮量的增加而減小，DI2條件下，N70處理的春玉米收獲指數(shù)最高。

2.5 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

表4為不同處理下春玉米的經(jīng)濟(jì)效益分析。

DI1×N140處理下凈效益最大，凈收益為25 390元·hm-2。在FI和DI2下，春玉米的凈收益隨施氮量的增加而逐漸增加。在FI條件下，N210處理的平均凈收益為24 846元·hm-2，比N140、N70和N0處理下分別高出2 528元、6 112元和6 921元；在DI2條件下，N210處理的平均凈收益為22 567元·hm-2，比N140、N70和N0處理下分別高出576元、2 555元和5 727元。在DI1條件下，N140處理下獲得的凈收益最大，平均為25 390元·hm-2，比N210、N70和N0處理下分別高出418元、2 666元和4 186元。3種灌溉水平條件的凈收益相比，DI1處理的平均凈收益最大，其均值比FI和DI2處理分別提高12.5%和15.8%。

施氮量相同時(shí)，N210處理下的凈效益隨灌水量的增加呈先增后減趨勢(shì)，而在N140、N70和N0處理下，凈效益在隨灌水量的增加先增后減。4個(gè)施氮水平下的凈效益相比，N210處理的凈效益最大，平均凈效益為24 128元·hm-2，N140、N70和N0處理的平均凈效益分別為23 233元·hm-2、20 490元·hm-2和18 656元·hm-2。與不施氮(N0)相比，N70、N140和N210處理的凈效益分別提高9.8%、24.5%和29.3%(平均)。

3 討 論

3.1 春玉米地上部干物質(zhì)量、氮素累積量和籽粒產(chǎn)量

本研究表明，作物的高產(chǎn)是建立在高生物量的基礎(chǔ)之上，春玉米地上部干物質(zhì)量、氮素累積量和籽粒產(chǎn)量對(duì)灌水和施氮量的響應(yīng)呈單峰曲線變化，這與高磊等[26]和王宜倫等[27]的研究結(jié)果相同。水分脅迫會(huì)顯著影響植物生長(zhǎng)，但是增加氮肥施用量可以減少水分脅迫的危害。施氮促進(jìn)玉米的植株生長(zhǎng)和根系發(fā)育，從而更好地適應(yīng)水分脅迫[28]。于亞軍等[29]認(rèn)為，水分脅迫會(huì)使施氮的增產(chǎn)效應(yīng)減小，而水分充足施氮的增產(chǎn)效應(yīng)顯著增加。在FI和DI2處理下，地上部干物質(zhì)量隨著施氮量的增加而顯著增加，與馮亞陽(yáng)等[30]研究結(jié)果一致；而在DI1處理下，當(dāng)施氮量從140 kg·hm-2升至210 kg·hm-2時(shí)，地上部干物質(zhì)量不再顯著提高，這說(shuō)明在一定的灌溉水平下，過(guò)量施氮不會(huì)顯著增加春玉米地上部干物質(zhì)量，這與索東讓等[31]、Bu等[32]和谷曉博等[33-34]的研究結(jié)果一致。當(dāng)施氮量為0～14 kg·hm-2時(shí)，DI1處理下的地上部干物質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量顯著高于FI和DI2處理，說(shuō)明適度的水分虧缺有利于干物質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量的增加[35]；而在施氮量為210 kg·hm-2時(shí)，地上部干物質(zhì)量FI>DI1>DI2(P<0.05)，而籽粒產(chǎn)量、氮素累積量FI≈DI1>DI2，主要原因可能是供水供氮促進(jìn)玉米的干物質(zhì)累積，進(jìn)而提高玉米籽粒產(chǎn)量，但是超過(guò)一定范圍會(huì)使作物“徒長(zhǎng)”，于增產(chǎn)無(wú)益。FI×N210處理下的地上部干物質(zhì)量、籽粒產(chǎn)量、氮素累積量均比其他處理高，這表明水分的增產(chǎn)效應(yīng)隨施氮量的增加而增大，氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)隨水分增加而增大，但這種增產(chǎn)效應(yīng)不是無(wú)限制的[30,36]。與不施氮相比，施氮處理增加了穗粒數(shù)和百粒重，這與郭丙玉等[37]的研究結(jié)果相同。與Qi等[38]和Fang等[39]的研究相比，本研究中不施氮處理的地上部干物質(zhì)量、氮素累積量和籽粒產(chǎn)量處于較高水平，與施氮處理的差異不大，主要原因可能是播種前田間堆積了大量農(nóng)家肥，導(dǎo)致土壤肥力偏高，減小了施肥的增產(chǎn)效應(yīng)。

表3 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米耗水量和水分利用效率的影響

表4 不同灌水與施氮量對(duì)春玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

3.2 耗水量和水氮利用效率

本研究表明，灌水與施氮水平對(duì)春玉米的耗水量、水分利用效率、偏氮肥生產(chǎn)力、氮收獲指數(shù)和收獲指數(shù)均有顯著影響。灌水和施氮水平越高，春玉米耗水量和籽粒產(chǎn)量越大，但水分利用效率最高的處理是DI2×N70，產(chǎn)量最大時(shí)的耗水量遠(yuǎn)高于WUE最大時(shí)的耗水量，這與李文惠等[40]和劉戰(zhàn)東等[41]的研究結(jié)果相同。可見(jiàn)水分和氮素作為影響玉米產(chǎn)量的2個(gè)重要因素，只有采取最佳組合才能夠更好地提高玉米產(chǎn)量并達(dá)到節(jié)水的目的。同一灌溉水平下，增施氮肥可提高春玉米水分利用效率，但施氮量不宜超過(guò)70 kg·hm-2，否則將導(dǎo)致水分利用效率降低[42]，原因可能是適量施氮通過(guò)提高春玉米籽粒產(chǎn)量從而提高了水分利用效率[43]；大量施氮導(dǎo)致水分利用效率降低，可能是因?yàn)榇罅渴┑龠M(jìn)水分的消耗，增大了作物的耗水量，從而導(dǎo)致水分利用效率低下[44-45]。吳立峰等[46]指出，施肥量和灌水量對(duì)棉花的肥料偏生產(chǎn)力有著極顯著的交互作用。氮素對(duì)籽粒產(chǎn)量有重要作用，Yang等[47]和Xue等[48]的研究發(fā)現(xiàn)，氮肥偏生產(chǎn)力隨著施氮量的增加而下降，本研究結(jié)果與之相同。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

前人研究表明，適度的施氮和灌水均能增加作物產(chǎn)量，以此達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益。在本研究中，在充分灌溉條件下，增大施氮量可以有效增加春玉米的凈收益；在輕度虧缺和重度虧缺灌溉條件下，N140處理獲得的凈收益最高，說(shuō)明充分灌溉條件下增施氮肥有利于提高春玉米的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，而調(diào)虧灌溉條件下減少氮肥用量更有利于增加春玉米的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，這與姜小鳳等[49]和王秀波等[50]對(duì)小麥的研究結(jié)果相符。在所有處理中，F(xiàn)I×N210處理的籽粒產(chǎn)量最高，但獲得凈收益最高的是DI1×N140處理，主要是因?yàn)榍罢邽楂@得高產(chǎn)投入了過(guò)量的水和氮，導(dǎo)致成本過(guò)高，增產(chǎn)效果卻不顯著。相比較FI×N210處理，DI1×N140處理不但獲得高收益，而且節(jié)水節(jié)肥(節(jié)水189.71 mm，節(jié)約氮肥70 kg·hm-2)，緩解水資源緊缺的局面，改善因?yàn)E用氮肥導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題。

4 結(jié) 論

本文研究滴灌條件下不同水氮供應(yīng)對(duì)河西春玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量及水氮利用效率的影響，結(jié)果表明：

1)灌水和施氮均可使春玉米產(chǎn)量增加，在水分脅迫條件下，施氮可以減少水分脅迫的危害，但過(guò)量施氮肥對(duì)春玉米不再有顯著的增產(chǎn)效果，適度的水分虧缺和適宜的施氮量可以保證春玉米增產(chǎn)，DI1灌溉水平比FI和DI2平均增產(chǎn)5.5%和8.3%。

2)增施氮肥可提高春玉米水分利用效率，但施氮水平不宜超過(guò)70 kg·hm-2，否則將導(dǎo)致水分利用效率降低；氮肥偏生產(chǎn)力隨施氮量的增加呈明顯降低趨勢(shì)，N70、N140和N210處理的氮肥偏生產(chǎn)力分別為262.59、141.52 kg·kg-1和97.31 kg·kg-1。

3)綜合考慮產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境因素，在中國(guó)河西地區(qū)春玉米最適宜的水氮組合為DI1×N140，產(chǎn)量為23.68 t·hm-2，凈效益為25 390元·hm-2。