庞津雯，王钰皓，刘 畅，高 原，刘东华，张 艳，杨宝平，贾志宽，张 鹏

    (西北农林科技大学农学院/农业农村部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室/西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院，陕西杨凌 712100)

    土壤水分和养分是影响作物产量形成最大且最易得到人为控制的两大因子[1]，而水肥的协调与科学管理是旱区农业稳定和可持续发展的关键手段。中国西北半干旱区属典型的雨养农业区，年降雨量在300～550 mm，降雨时空分布不均，与作物需水期不一致，农作物生育期经常水分亏缺，严重制约了该地区作物生产水平的提高[2-4]。土壤贫瘠、肥力低下是限制半干旱地区作物生产的另一个关键因素[5-6]。自20世纪80年代以来，西北地区传统农业中的养分由单施农家肥逐渐转向以施用化肥为主[5,7-8]，适量施肥增加了土壤蓄水保墒能力，在一定程度上抑制了土壤水分蒸发，提高了水分利用率[7,9]。合理施肥通过调控作物群体密度，能够获得较好的个体和群体关系，从而获得较高的产量[10]。然而，过量施用化肥对土壤物理化学性质和生物多样性产生了不利影响，导致硝态氮淋溶，土壤水分过度消耗[11]。沟垄集雨种植技术是我国西北旱作农业区提高降水利用率和作物产量的有效耕作措施之一，已大面积广泛应用[9,12-15]。该技术可以将垄上的雨水富集于沟中，并加强入渗[16]，通过垄沟内降水的叠加以及抑制垄下土壤中水分的蒸发，能有效改善作物根际土壤水分的条件[11,17]。大量研究表明，沟垄集雨种植可促进作物根系的生长，提高作物水肥利用效率，从而显著提高作物株高、干物质量和经济产量[12,18-19]，尤其在降水量范围为230～440 mm的地区增产效益最为显著[18]。然而，在作物生长发育过程中，水分和养分的作用并不是孤立的，而是相互作用相互影响的[20-21]。因此，制定科学合理的施肥策略，对进一步挖掘沟垄集雨种植在旱区的增产潜力十分重要。覆盖材料、沟垄宽度变化对水温变化及作物产量的影响等方面已有报道[9,14,22]，针对该种植系统适宜施肥量的研究较少。因此，我们通过连续5年的大田定位试验，研究了不同施肥量下沟垄集雨种植系统中的玉米土壤水分消耗特点、水分利用效率和产量，以确定沟垄集雨种植条件下化肥施用量与水分利用效率、玉米产量的关系，为黄土高原旱作区玉米沟垄集雨种条件下施肥策略的制定提供科学依据。

    1 材料与方法

    1.1 试验区自然概况

    试验于2012—2016年在宁夏回族自治区固原市彭阳县长城村旱地农业试验站 (106°48ˊE ......