为揭示辽西半干旱区浅埋滴灌水肥耦合春玉米的产量效应,采用水、氮、钾三因子五水平二次回归正交设计,于2017-2018年开展了田间试验.研究以产量(y)为因变量,以灌溉量(W)、施氮量(N)、施钾量(K)为自变量,建立二次回归模型,分析y与W、N、K之间的耦合关系.结果 表明:浅埋滴灌水肥耦合对产量有显著影响.W、N、K单因子对y的提高均有促进作用,影响程度为W＞N＞K;二因子交互作用对产量的影响呈先提高后降低的变化趋势,交互作用的大小顺序为WN＞WK＞NK;三因子耦合产量效应表现为丰水丰氮丰钾配合处理最高,高水高氮高钾次之,低水低氮低钾最低.利用模型寻优,得到较高产量8000～8810kg· hm-2的浅埋滴灌适宜水肥配比范围,即在自然降雨条件下,灌溉量43～ 61 mm、施氮量138～343 kg· hm-2、施钾量79～163 kg· hm-2.研究结果可为北方半干旱区浅埋滴灌水肥一体化种植模式的应用推广提供依据.

为探究西辽河平原浅埋滴灌下春玉米田N2O和CO2排放通量日变化特征及其影响因素,并确定1天中最佳观测时间.在春玉米吐丝期,采用静态暗箱-气相色谱法研究大水漫灌(CK)和浅埋滴灌(DG)处理N2O和CO2日排放动态变化特征,并分析其与土壤温度和湿度相关性.结果表明,在浅埋滴灌和大水漫灌两种灌溉方式下N2O和CO2排放具有明显的日变化特征,日变化趋势与大气温度变化相似,呈单峰型排放曲线,排放峰值均出现在观测当天大气温度达到最高值后2小时左右.大水漫灌N2O和CO2日排放通量均值分别为199.21μg·m-2·h-1、217.77 mg·m-2·h-1;浅埋滴灌N2O和CO2日排放通量均值分别为235.82μg·m-2·h-1、253.54 mg·m-2·h-1,分别较大水漫灌增加了18.38％和16.43％.相关性分析表明,浅埋滴灌和大水漫灌处理N2O、CO2排放通量日变化与地表温度和10 cm地温呈显著(P<0.05)或极显著相关(P<0.01),土壤温度是影响N2O和CO2排放日变化的重要因素.通过矫正系数随时间分布结果分析表明,上午08:00—10:00时间段测得浅埋滴灌N2O和CO2排放通量最接近全天排放通量均值,为N2O和CO2排放最佳观测时间.建议西辽河平原浅埋滴灌下春玉米田吐丝期后可以选取上午08:00—10:00监测N2O和CO2排放通量.

研究玉米应对不同滴灌模式的响应机制,为吉林半干旱区玉米节水高效生产提供科学依据.2020年和2021年,在可移动式防雨棚内展开试验,设置L1(垄上滴灌,300 mm)、L2(垄上滴灌,400 mm)、L3(垄上滴灌,500 mm)、Q1(浅埋滴灌,300 mm)、Q2(浅埋滴灌,400 mm)和Q3(浅埋滴灌,500 mm)共计6个处理,研究不同滴灌模式对玉米叶片光合响应特性、生长发育、产量及水分利用特性的影响.结果表明:当光量子密度超过400 μmol·m-2·s-1时,相同光量子密度下Q2、Q3与L3处理的净光合速率(Pn)均显著高于L1、L2和Q1处理;L3、Q2与Q3处理的表观量子效率、光饱和点、暗呼吸速率和光饱和点时最大净光合速率在开花期和灌浆期均显著高于L1、L2和Q1处理;当C02浓度超过200 μimol·mol-1时,相同CO2浓度条件下Ll、Q1和L2处理的Pn显著低于L3、Q2和Q3处理;L3、Q2和Q3处理的CO2补偿点、CO2饱和点、CO2饱和时最大净光合速率、Rubisco最大羧化效率、磷酸丙糖利用率和最大电子传递速率均显著高于L1、L2和Q1处理;L3、Q2和Q3处理的玉米籽粒产量、百粒质量、穗长、穗粒数及不同生育时期的干物质量和叶面积指数均显著高于L1、L2和Q1处理;上述玉米的叶片光合响应参数、生长发育及产量形成等指标在L3、Q2和Q3处理间均无显著性差异;Q2处理的水分利用效率显著高于其余5个处理.采用Q2处理的玉米在光合响应特性、生长发育、产量形成和水分利用上均表现较佳,实现了玉米增产、水分高效,为吉林半干旱区玉米高效生产和应用浅埋滴灌技术时制定灌溉制度提供了科学依据.