水资源短缺和土壤环境污染严重是制约农业可持续健康发展的瓶颈, 迫使农民开发和采用可持续的农业生产技术。水分运动机理和氮肥残留行为是评价干旱地区农业水肥管理水平的依据, 提高水氮利用效率是降低环境污染这一重要科学问题的重要途径。本研究采用裂区试验设计, 以灌溉量为主区, 设2250 (低灌溉量, W1)、3450 (传统灌溉量, W2)和4650 m 3 hm -2 (高灌溉量, W3) 3个灌溉量; 设0 (空白, N1)、300 (传统施肥量, N2)和600 kg hm -2 (高施氮量, N3) 3个纯氮投入量, 在干旱的中国西北内陆棉区开展2年的田间试验, 评估灌溉和施氮策略对水氮运移、籽棉产量、水氮生产效率的影响。结果表明, 灌溉量及水氮耦合效应是影响籽棉产量及灌溉水生产力的影响因素, 其中灌溉量是主效应。2年均值表明, 灌溉量为W1时, 施肥量由N1增加至N3, 生育期0~80 cm平均土壤含水量呈先显著上升后显著下降的趋势, N2和N3处理较N1处理籽棉产量分别提高13.8%和7.6%, 水分利用效率分别提高13.6%和6.8%; 灌溉量为W2和W3时, 施肥量由N1增加至N3, 生育期0~80 cm土层平均含水量无显著差异。N2和N3处理较N1处理籽棉产量分别提高11.6%和12.4%, 水分利用效率分别提高11.4%和11.5%; 随着灌溉量的增加, 0~80 cm土层全生育期含水率总平均值逐渐增大。灌溉量是影响硝态氮在0~40 cm土层积累的主导因素, 而水氮耦合效应是导致硝态氮向下淋溶的主效应。W1灌溉量下, 随着施氮量的增加, 硝态氮在0~40 cm土层大量积累, 而W3灌溉量下, 随着施氮量的增加, 40~60 cm土层硝态氮含量逐渐增加。总的来说, 灌溉量高于3450 m 3 hm -2、施肥高于300 kg hm -2后继续增加水氮投入未能额外增产, 反而可能造成资源浪费和对环境的潜在污染。因此我们建议, 通过水氮优化策略提高资源利用效率, 降低环境污染, 促进农业可持续发展。
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