论文摘要
垄沟间（套）作是针对土地利用率低、水资源紧缺、农业用水浪费严重、生态环境不断恶化等问题，结合当地自然条件和社会经济条件所提出的一种耕作方式。垄沟灌溉是在垄作沟播间（套）作种植基础上，通过改变地面微地形形成宽“垄沟结构”，利用灌水沟输水并借助土壤毛管力作用，将水分侧渗到宽垄种植带的地面灌水方式。其仅对沟内种植作物进行灌溉，并依靠土壤水分侧渗来实现水分在垄沟间的分配，满足垄沟种植带的作物需水量。本研究采用小车进行间（套）作垄沟灌溉模拟试验，以小麦和玉米为供试作物，垄上种植小麦，沟内种植玉米，探索垄沟不同施肥部位（平作施肥、垄顶施肥、垄底施肥和沟内施肥）对间作小麦玉米的生长指标、产量及其产量构成因素及土壤水氮分布状况的影响，以期为垄沟间（套）作田间试验研究提供一定的理论依据。初步得出以下主要研究结果：1）不同施肥部位对垄沟间作种植小麦玉米的株高和叶面积存在显著影响，与平作施肥相比，垄沟间作植株株高和叶面积明显增加。结果表明，垄顶施肥、垄底施肥和沟内施肥处理条件下，小麦植株的株高比平作施肥分别增加了8.8%、10.9%和4.2%，叶面积分别增加了12%、15%和10%；玉米植株的株高比平作施肥分别增加了8.6%、9.8%和7.1%，叶面积分别增加了12.6%、14.5%和13.8%。2）垄沟间作种植小麦玉米具有明显的节水增产效应。分析结果表明，垄顶施肥、垄底施肥和沟内施肥条件下，垄沟间作小麦产量比相同施氮量下平作小麦产量分别增加11.47%、10.81%和10.22%；垄沟间作玉米产量分别增加了18.87%、22.70%和13.76%。在各处理中，以垄底施肥方式下作物的水利用效率最高，与平作施肥相比，垄顶施肥、垄底施肥和沟内施肥处理的水分利用效率分别增加了16%、18.1%和12.5%。3）相同灌水量条件下，地表地形的垄沟差异比施肥部位对土壤含水量的影响显著，说明垄沟间作能有效提高土壤的含水量。测定结果表明，在作物全生育期内，垄顶施肥、垄底施肥和沟内施肥处理土壤含水量均高于平作施肥处理，在小麦抽穗期，垄沟间作处理与平作处理土壤含水量差异最大，T1、T2和T3处理垄上部位土壤含水量比CK处理分别增加了23.3%、18.8%和24.1%；沟内部位土壤含水量较CK处理分别增加38.3%、24.3%和43.8%。4）不同施肥部位对垄沟间作方式下土壤硝态氮分布的影响较为显著，垄顶施肥和垄底施肥条件下，垄上种植小麦的土壤硝态氮主要集中分布在施肥部位，平作施肥条件下土壤硝态氮随水分存在水平和垂直运移现象，在40~60cm土层中的累积量最高，硝态氮含量达24mg·kg-1；在沟内玉米种植区，由于受灌水的影响，土壤硝态氮的垂直运移深度达10~20cm，表明沟内施肥和平作施肥处理土壤硝态氮存在深层累积现象。沟内施肥处理60~70cm的硝态氮含量为28mg·kg-1，平作施肥处理60~70cm土层土壤硝态氮含量为22mg·kg-1。5）不同施肥部位对垄沟间作方式下土壤铵态氮含量不存在显著影响，土壤铵态氮的分布没有明显的规律性。测定结果表明，在作物的全生育期，土壤硝态氮含量的平均值为10~15mg·kg-1。不同施肥部位处理对小麦玉米植株各器官全氮含量影响显著，与平作施肥相比，垄沟间作小麦叶片、茎秆、籽粒和根系的全氮含量分别增加38.2%、32.3%、18%和31.9%；垄沟间作玉米叶片、茎秆、籽粒和根系的全氮含量分别增加20.6%、10.3%、15.1%和13.4%。