土壤含水量对紫穗槐蒸腾速率与光合速率影响研究

在黄土高原半干旱区以盆栽2 a生紫穗槐苗木为实验材料,通过人为控制土壤含水量,利用气体分析系统,研究土壤含水量对紫穗槐蒸腾速率与光合速率的影响。结果表明,不同土壤含水量条件下紫穗槐蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的日变化具有显著的差异。当土壤体积含水量在10%以下时,紫穗槐气孔导度很低,日变化近似一条直线,蒸腾速率日变化也不明显,光合速率仅在12∶00之前为正值,此后一直保持较稳定的负值状态;而当体积含水量>15%时,蒸腾速率、光合速率和水分利用效率随着土壤水分的增加均大幅升高。土壤含水量越低,紫穗槐叶片气孔导度与蒸腾速率和光合速率的相关性越差,含水量越高其相关性越好。紫穗槐适宜土壤体积含水量为15%~20%。其结论为:紫穗槐生长对水分需求与油松、侧柏等相当,略微低于已广泛种植的杨树、刺槐和仁用杏,但抗旱性不及沙漠植物小叶锦鸡儿、差巴嘎篙和胡枝子等。     

土壤水分胁迫对刺槐幼苗生长、根叶性状和生物量分配的影响

[目的]探索刺槐幼苗在干旱胁迫下的适应策略,为植被恢复过程中人工刺槐林的造林选址提供科学依据。[方法]采用盆栽控水实验法,以1年生刺槐幼苗为实验对象,设置4个水分梯度(分别为田间持水量的75%～90%,60%～75%,45%～60%,30%～45%),研究水分胁迫下刺槐幼苗的适应机制。[结果]①中度(45%～60%)和重度水分胁迫(30%～45%)明显抑制幼苗生长,其株高、地径和冠幅显著低于对照组(75%～90%),轻度水分胁迫(60%～75%)与对照组差异不显著,在实验结束时其生长状态优于对照组;②随土壤水分胁迫程度加深,刺槐幼苗根磷含量升高,比叶面积和比根长减小,叶厚度和叶组织密度增大;③中度(45%～60%)和重度水分胁迫(30%～45%)显著减少了幼苗的生物量积累,提高了幼苗的根冠比。[结论]刺槐幼苗通过将同化物质相对多的投入到防御组织的策略来适应干旱环境。重度水分胁迫严重抑制幼苗的生长,而在轻度水分胁迫下,幼苗能取得最大生长收益。     

调亏灌溉对冬小麦不同生育阶段水分蒸散的影响

以冬小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,采用防雨棚下桶栽土培方法,研究调亏灌溉(RDI)对作物不同生育阶段水分蒸散的影响。桶栽试验采用二因素随机区组设计,冬小麦设返青-拔节(I)、拔节-抽穗(Ⅱ)、抽穗-灌浆(Ⅲ)3个水分调亏阶段;每个调亏阶段设置轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S)3个水分调亏程度,土壤相对含水量(占田间持水量的百分数)分别为60%~65%FC,50%~55%FC和40%~45%FC;另设全生育期充分供水处理(土壤相对含水量为75%~85%FC)为对照(CK)。结果表明,RDI对冬小麦水分蒸散的影响存在"阶段与时段差异性"。适时适度的水分调亏可降低植株蒸腾速率,抑制植株"奢侈蒸腾"现象,显著减少水分散失;作物耗水量随水分调亏度加重而降低,二者呈极显著二次曲线关系;在拔节期及其以前水分调亏最有利于提高水分利用效率,适宜的水分调亏度为50%~55%FC。     

两种灌木根系对异质生长空间的适应分布特征

为探究灌木根系对异质空间的适应策略,以紫穗槐和胡枝子两种灌木为研究对象,采用盆栽控制生长空间的研究方法,以放置不同形状的木板在盆内模拟不同喀斯特异质空间条件(孔隙型、圆形裂缝型、条形裂缝型和孔隙+岩石阻挡型),研究了异质空间条件下两种灌木根系分布特征。结果表明:(1)异质空间条件下紫穗槐和胡枝子根系各项指标均高于均质空间,异质空间条件对根系生长有促进作用。不同植物受异质空间的影响程度不同,胡枝子在异质空间下的根系生物量显著高于均质空间。不同异质空间对根系生长的影响不同,紫穗槐和胡枝子根系均在孔隙型和圆形裂缝型两种空间条件下最为发达。(2)紫穗槐和胡枝子根生物量分布特征受异质空间影响。在异质空间下两种树种根生物量的垂直分布均集中分布在土层深度5—10 cm和15—20 cm范围内,水平分布均集中分布在距植株中心0—3 cm内。紫穗槐根系生物量的水平分布受异质空间具体形状影响较大,孔隙型空间和圆形裂缝型空间对其水平分布影响较为显著。(3)两种灌木对异质空间的适应策略不同,紫穗槐根系对异质空间的适应策略为寻找更多空间,而胡枝子根系对异质空间的适应策略为占据有限空间。综上,紫穗槐和胡枝子根系生长受空间影响,两种灌木根系对生长空间适应策略不同。     

不同生育期调亏灌溉对酿酒葡萄耗水及果实品质的影响

不同程度的土壤干旱对酿酒葡萄的果实品质、产量和水分利用效率具有显著影响。明晰不同生育阶段干旱胁迫效应对酿酒葡萄土壤水分精准化管理和节水灌溉方案的制定具有重要的意义。本文于2014年在河西走廊中东部武威市凉州区清源镇威龙葡萄园产区开展了酿酒葡萄不同生育期、不同干旱胁迫程度的试验研究。在保持其他生育期土壤水分为正常灌溉(土壤水分阈值70%~75%)的情况下,在葡萄的萌芽期、抽蔓期、开花期、浆果膨大期和着色成熟期分别进行中度(土壤水分阈值60%~65%)和重度(土壤水分阈值50%~55%)的干旱处理,同时增设浆果膨大期的充分灌溉(土壤水分阈值80%~85%)处理,以全生育期的正常灌溉(土壤水分阈值70%~75%)作为对照,进行葡萄耗水特征和产量品质的测定。试验结果表明:不同处理土壤含水量垂直变化趋势一致,随土壤深度增加土壤含水量呈持续递增趋势;随着土壤深度递增,调亏灌溉对土壤含水量的影响越来越弱;40~60 cm土壤剖面,调亏处理含水量较对照减少幅度最大;浆果膨大期土壤剖面内含水量均低于其他生育期。不同处理酿酒葡萄耗水强度随时间变化趋势一致,萌芽期日耗水强度最小,为0.13~0.33 mm·d-1,而浆果膨大期耗水强度最大,为2.30~4.09 mm·d-1。萌芽期中度胁迫处理酿酒葡萄产量和水分利用效率最高,分别达到15 228 kg·hm-2和3.62 kg·m-3;浆果膨大期充分灌溉处理次之,而浆果膨大期重度胁迫处理最低,仅分别为7 128 kg·hm-2和2.26 kg·m-3。着色成熟期中度胁迫下,酿酒葡萄花青苷、还原糖、单宁、总酚含量比生育期正常供水处理高2.7%、6.56%、17.91%和23.23%,且有效抑制可滴定酸积累(P0.05),而其他处理与对照之间品质指标差异不显著。综合考虑产量、水分生产效率及果实品质等指标,最佳酿酒葡萄水分调控处理为着色成熟期中度胁迫,即着色成熟期土壤相对含水率为60%~65%、其余生育期土壤相对含水率为70%~75%。由此可见,在酿酒葡萄栽培时适时、适度的调亏灌溉既能显著提高水分生产效率,实现节水、高效用水的目的,又能提高果实品质,对河西走廊地区酿酒葡萄种植具有重要的意义。     

露天煤矿区不同生态措施对紫穗槐水分利用特征的影响

[目的]为探究排土场不同生态措施下典型植物的水分利用特征,提高植物水分利用效率,加速矿区生态恢复进程。[方法]以黑岱沟煤矿排土场6种生态措施(对照、接菌、绿肥、接菌+绿肥、绿肥+风化煤、接菌+绿肥+风化煤)下紫穗槐为对象,结合水的氢氧稳定同位素等方法分析。[结果](1)排土场土壤含水率为3%～9%,在0—30,70—100 cm土层较低,在30—70 cm土层较高。(2)紫穗槐的水分供给来源于降水和土壤水,土壤水分在0—30 cm土层发生显著的分馏现象,且在不同生态措施表现出显著差异,绿肥处理最大,接菌+绿肥处理最小。(3)不同生态措施下紫穗槐的水分利用特征存在显著差异,接菌处理对50—100 cm土层的水分利用比例较高,为53.4%;绿肥处理紫穗槐主要利用表层(0—20 cm土层)土壤水分,为42.6%;接菌+绿肥处理紫穗槐对各层土壤水分利用比例较为均匀。[结论]接菌+绿肥处理优化了紫穗槐水分利用特征,增加对表层和深层水分的利用比例,可作为排土场的生态复垦措施,促进西部干旱矿区生态恢复速率和效应。     

不同水分处理对高羊茅草耗水及生长质量的影响

为了探求不同土壤水分条件对草坪草耗水和生长质量的影响,对冷季型高羊茅草坪草在整个生育期内的蒸散量、生长速度和表观质量等特性进行了研究。研究结果表明,草坪草的耗水量随着土壤水分的增加而增加,蒸散量在中午(12:00—15:00)最活跃;植株生长速度与灌水量呈显著的正相关性,但当土壤水分达到一定程度之后,再增加灌水量不能明显提高草坪草的生长速度;土壤含水量越大草坪草表观质量不一定越好,当灌溉控制土壤水分下限小于70%FC(田间持水量)时,灌水量能显著提高草坪草的质量,当灌溉控制土壤水分下限大于70%FC时,灌水量对草坪草的表观质量影响较小。     

水分胁迫度及时期对设施延迟栽培葡萄耗水和产量的影响

为研究水分胁迫对葡萄耗水规律和产量的影响,2012—2014年在甘肃省张掖市水务局灌溉试验站连续开展3 a设施栽培葡萄水分胁迫试验,将葡萄划分为萌芽、新梢生长、开花、果实膨大、着色成熟5个生育阶段,各生育期分别设1个土壤含水率下限为55%的田间持水率(field water holding capacity,FC)供水水平(中度水分胁迫)和1个土壤含水率下限为65%FC的供水水平(轻度胁迫),以下限为75%FC为对照,研究3种供水水平下葡萄日耗水强度、产量、水分利用效率等的变化。结果表明:1)3个试验年度设施栽培葡萄在果实膨大期日耗水强度均达到最高值,该阶段为设施葡萄需水临界期。2)水分胁迫对葡萄各生育期耗水强度有明显的影响,萌芽期中度水分胁迫降低该阶段耗水强度,但随后复水后耗水量迅速恢复并出现复水补偿增长效应;开花期时间较短,中度水分胁迫对耗水的影响在随后生育期(果实膨大期)才体现出来;着色成熟期中度水分胁迫也显著降低葡萄在胁迫时段的耗水强度;新梢生长期轻度水分胁迫显著影响葡萄日耗水强度。3)2012年萌芽期中度胁迫能提高葡萄产量、水分利用效率,提高效应随胁迫年度持续逐渐减小,2013和2014年产量与充分供水处理差异不显著。研究可为深入理解设施栽培葡萄的耗水特性和设施葡萄节水高效生产提供依据。     

水分胁迫对河西荒漠绿洲区酿酒葡萄水分利用及产量的跨年度影响

[目的]研究滴灌条件下水分胁迫对酿酒葡萄耗水及产量的影响,为河西荒漠绿洲区酿酒葡萄节水高效灌溉模式的制定提供依据。[方法]在酿酒葡萄5个生育期分别设置轻度[土壤含水率下限65%FC(田间持水率)]和中度(土壤含水率下限55%FC)2种水分胁迫水平,以充分供水(下限75%FC)为对照;通过连续2 a(2015—2016年)定点大田试验,研究水分胁迫对酿酒葡萄耗水规律、产量、水分利用的影响规律。[结果]①酿酒葡萄5个生育期水分胁迫都会显著影响(减小)葡萄日耗水强度,且萌芽、新梢、开花期等短生育期胁迫对葡萄耗水的影响在复水后会自动消除,但果实膨大、着色成熟等2个长生育期水分胁迫的影响具有跨年度持续性,复水后难以短期内恢复。②萌芽期轻度水分胁迫处理的产量在2个试验年均达到最大,依次为14 868 kg/hm~2和15 306 kg/hm~2,该处理水分利用效率也同时达到最高,为2.77 kg/m~3和2.96 kg/m~3;着色成熟期轻度胁迫在不显著减产的基础上能提高水分利用效率;新梢生长期—果实膨大期中度水分胁迫都会显著降低酿酒葡萄产量,其中果实膨大期胁迫减产幅度最大,减幅可达39%～49%。[结论]水分胁迫时期和胁迫时长对酿酒葡萄耗水强度都有重要影响,生育后期长时间水分胁迫对酿酒葡萄耗水具有跨年度持续影响力;萌芽期或着色成熟期轻度胁迫,其他生育期充分供水是河西荒漠绿洲区酿酒葡萄较合理的节水高效灌溉模式。     

旱地全膜覆土穴播和全沙覆盖平作对小麦田土壤水分和产量的调节机理

以春小麦品种‘陇春27’为试材,采用田间试验法,以裸地平作为对照,研究半干旱区旱地全膜覆土穴播和全沙覆盖平作对小麦田土壤水分和产量的调节作用。结果表明:与裸地平作(CK)相比,全膜覆土穴播(PM)和全沙覆盖平作(SM)小麦田0~40 cm土壤水分条件明显改善,尤其在干旱年份,能满足小麦前期生长,同时促进小麦出苗后对0~200 cm土壤水分的利用;种植第1年PM在60~80 cm土层耗水量最大,SM和CK在40~60 cm土层耗水量最大;种植第2年PM以120~180 cm土层耗水量最多,SM和CK则以60~80 cm土层耗水量最多。连续种植两年后,PM耗水深度从120 cm延伸到200 cm,SM耗水深度从120 cm延伸到140 cm,CK耗水深度无变化;小麦田休闲效率PM最大,SM次之,CK最小,但是各处理休闲效率随种植年限增加而降低。可见,PM和SM能改善小麦前期生长水分环境,促进出苗后耗水,并加快小麦对土壤深层水分的利用,因而与CK相比,PM产量增加48.77%~815.79%,SM产量增加49.41%~702.24%。但随种植年限增加,耗水深度加大,休闲效率降低,多年种植可能对土壤水分生态产生不利影响。     

草原工程侵蚀区植被恢复模式的水土保持效应

以内蒙古草原大型露天煤矿开采形成的人工再塑地貌为研究对象,针对水土流失特点,结合自然气候、立地条件等因素,以快速恢复工程侵蚀区受损植被、减少水土流失为目的,通过水土保持措施组合配置试验,研究草原工程侵蚀区人工再塑地貌不同植被恢复模式的水土保持效应。结果表明:人工再塑地貌平台植被恢复采用“栽植灌木+种草”的措施配置灌木保存率为85.4%,草本植物盖度76%,土壤风蚀量比其他样区减少30%~85%;边坡植被恢复采用“栽植灌木+种草”模式和“生物笆+灌木”模式植物盖度达60%以上,抗蚀保土能力较强;通过秩和比法进行综合效益评价,“生态袋+种草”和“栽植灌木+种草”两种模式在治理投资成本与水土保持效益方面结合较好,水土流失防控效果明显,可在草原工程侵蚀区人工再塑地貌边坡水土流失治理中优先应用。     

宁南五种灌木林蒸腾和水分利用率试验研究

1988～1990年在降水量为450mm的宁夏固原半干旱黄土区进行了蒸腾、净初级生产量和土壤水分测定。试验结果表明:刺槐、沙棘、山桃、柠条、胡枝子的水分利用率各为:2.12、1.53、1.14、0.54、0.51g/m²·mm,分别是封禁7～9年天然植被的8.8、6.4、4.8、2.3和2.1倍。五种灌木林生产lg地上干物质比天然植被少耗水3 711～1 935g。因此,在半干旱黄土区的荒坡、荒沟营造燃料、饲料和肥料灌木林,是对水分资源的有效利用。这是快速治理荒山的有效途径。本试验还提出提高灌木林水分生产力的有效措施。     

华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征

以京承高速公路（三期）边坡常见植物为研究对象,通过全挖法,调查研究华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征。结果表明：1）木本植物根系的总根长和总干质量远远大于草本植物;2）在不同土层,随着地下深度的加深,木本植物的根长和根干质量所占比例逐渐降低,而草本植物沙打旺和紫花苜蓿的则逐渐升高,草本植物高羊茅的根系集中分布在垂直坡面的地下10cm范围内;3）植物总根长的比较结果为胡枝子〉刺槐〉紫穗槐,高羊茅〉沙打旺〉紫花苜蓿;木本植物刺槐和紫穗槐以粗根的根长比例最大,胡枝子细根的根长比例最大,草本植物紫花苜蓿和沙打旺粗根的根长比例最大,高羊茅细根的根长比例最大;4）随着地下深度的加深,刺槐、紫穗槐、紫花苜蓿和沙打旺的主根与边坡夹角逐渐变小,最终贴着岩面顺势向下生长,遇到岩面后会改变其生长方向或扎入岩缝生长;5）高羊茅须根与边坡的夹角约为10°,基本为沿着坡面向下生长,胡枝子无明显主根,地下分布深度较浅,以茎干为中心向坡面四周延伸。     

豆科灌木固氮量的评估

N2-fixation percentages in the aerial parts of the first and second cuttings of five species of leguminous shrub plants.i.e.Lespedeza formosa(Vog.) Koehne from Jiangxi,Lespedeza pilosa(Thunb.) Sieb et Zucc.,Lespedeza formosa(Vog.) Koehne from Zhejiang,Cajanus cajan(L.)Millsp.and Indigofera pseudotinctoria Mats.Of three genera were investigated in terms of pot culture experiment using natural 15N abundance method with Bischofia javanica B1,Camptotheca acuminatas Decne,and Gardenia jasminoides Ellis as reference plants.Results showed that the N2-fixation percnetages were different for the three genera of leguminous shrubs but almost the same for three species in the same genus.I.pseudotinctoria Mats.had the highest N2-fixation percentage in its aerial part,and then followed by Lespedeza and C.cajan,The N2-fixation percentages in the aerial parts of the plants that had grown for three years tended to be lower than those of the one-year-old plants except.L.formosa(Vog),Koehne from zhejiang and L.formosa(vog,)Koghne from Jiangxi.     

不同土壤含水量下3种盆栽灌木耗水特性研究

采用盆栽称重法分别对3种城市常见绿化灌木单株的耗水规律进行了研究,并对其在4种不同土壤含水量条件下的耗水特性及与环境因子的关系进行了分析。研究结果表明,4种不同土壤含水量条件下,3种灌木的耗水量日动态呈单峰型变化。在相同环境条件下,各灌木的单株耗水量大小为:金叶女贞>冬青>紫叶小檗。随着土壤含水量的降低,3种灌木的耗水量依次减少,35%～15%田间持水量的土壤含水量对3种灌木耗水量具有显著的影响(p<0.01),这说明了该土壤含水量对3种灌木的水分消耗产生了胁迫。通过相关分析,认为影响3种灌木耗水量的主导环境因子是大气温度和光照强度。以环境因子作自变量,以灌木耗水量为因变量,经过逐步回归,建立了多元线性模型。所选回归方程拟合效果良好。利用逐步回归分析建立的优化模型可利用气象参数预测植物的耗水量。     

土壤水吸力对控释尿素养分释放特征的影响

为探究不同土壤水吸力对控释尿素养分释放的影响,根据供试壤质砂土的水分特征曲线设置了6种不同土壤水吸力的处理,采用25℃恒温土壤模拟实验,测定土壤中控释尿素的养分释放特征。结果表明,土壤水吸力为0 k Pa时恒温土壤培养法与静水浸提法测得的控释尿素养分释放特征无显著差异。土壤水吸力为75 k Pa、30 k Pa和0 k Pa的3个处理,测定的土壤孔隙中空气相对湿度均为95%以上,土壤水汽饱和,释放期基本相同,表明在不考虑水分流动及养分扩散状况影响时,土壤水分条件已不再是影响控释尿素养分释放的主要因素。土壤水吸力525 k Pa和260 k Pa(土壤孔隙中空气相对湿度分别为84%和91%)时释放期分别为416.4 d和120.0 d,相对于土壤水饱和时释放期(63.6 d)的相对相差分别为146.8%和59.1%,远超过《控释肥料》行业标准规定的允许差(20%),表明控释尿素的释放率和释放期受到土壤水吸力过高的抑制。土壤水吸力大小直接影响土壤孔隙空气湿度的饱和与否,土壤水吸力对控释尿素养分释放的影响通过土壤水汽作用于肥料颗粒实现。     

粗质地土壤坡度和前期含水量对土壤侵蚀的影响

利用野外模拟降雨试验,研究了粗质地土壤裸地和苜蓿地在不同坡度(5°,15°,25°)、不同前期含水量(低、中、高)条件下坡面降雨产流、产沙的过程及其特征,以此探究该区退耕还草效益。结果表明:3种坡度条件下裸地和苜蓿地的产流过程在不同前期含水量下均为先增大后趋于稳定,不同坡度之间的径流量差异不显著,但泥沙流失量随着坡度的增大而显著增加,在降雨过程中先增大达到峰值趋于稳定波动,裸地的波动幅度大于苜蓿地。2种处理的前期含水量对径流量以及平均入渗率的影响均达显著水平,裸地在相同的坡度下,前期含水量由低水平增加到中水平、低水平增加到高水平,径流量分别增加38.2%~52.8%,39.7%~42.8%,苜蓿地径流量分别增加27.3%~77.8%,45.5%~91.1%。坡度对泥沙流失量及含沙率影响显著,在相同的前期含水量下,裸地由5°增加到15°,15°增加到25°的泥沙流失量分别增加96.3%~268.7%,6.9%~40.3%,苜蓿地的泥沙流失量分别增加81.1%~384.2%,61.7%~169.9%。在相同坡度和前期含水量下,苜蓿地的径流量和泥沙流失量均显著低于裸地。研究结果表明粗质地土壤前期含水量和坡度显著影响坡地土壤侵蚀过程和总量,植被不但因为冠层拦截而减少径流,而且因为耗水量增加,降低了土壤前期含水量而减水减沙。     

不同灌溉方式下氢、氧同位素分布与小麦水分利用特征

[目的]探明不同灌溉方式对小麦水分利用的贡献率及小麦根系吸水规律,可为合理应用灌溉用水提供科学依据。[方法]利用稳定氢氧同位素示踪法,研究了防雨棚条件下常规灌溉(X)与滴灌(D)不同灌水量条件下(X₁,D₁:15 mm; X₂,D₂:30 mm; X₃,D₃:45 mm)冬小麦生长期间土壤水稳定同位素变化特征,以及土壤耗水强度、光合生理特征及水分利用特征。[结果]随小麦生育期的推进,根系吸水逐渐加深。在拔节期小麦主要利用0—20 cm深度的土壤水; 在抽穗期X₂,D₁和D₂处理主要利用了0—20 cm土层的水分,但X₁处理主要利用了60—80 cm土层的水分,占53.9%,X₃处理主要利用了40—60 cm土层的水分,占77.0%。而D₃处理主要利用了0—60 cm土层的水分,占80.0%; 到灌浆期,X₁和X₂处理主要利用了0—60 cm土层的水分,分别占86.2%和90.6%,而X₃处理主要利用了40—60 cm土层的水分,占73.9%。而D₁和D₂处理不同土层的水分利用比例较均匀,分别介于7.1%～27.8%和13.0%～38.2%之间。D₃处理主要利用了20—40 cm土层的水分,占51.0%。除抽穗—灌浆期中水处理(D₂)及灌浆—收获期高水处理(D₃)外,滴灌均有效降低了小麦的日耗水量。与常规灌溉相比,滴灌D₂和D₃处理更利于提高小麦的光合速率和叶片水分利用效率。此外,滴灌处理在小麦抽穗期和收获期均有效提高了小麦的生物量。最终,滴灌较常规耕作小麦产量提高了21.6%～28.0%和水分利用效率提高了24.4%～36.7%,均以D₂处理最高。相关分析表明:小麦生长过程中,抽穗期0—20 cm土层水分贡献率和灌浆期80—100 cm土层的水分贡献率的提高对于其产量与水分利用效率的提高更为有利。[结论]滴灌更利于提供均匀的水分供给作物,同时减少水分无效蒸发,提高作物产量和水分利用率。     

黑土区肥料运筹对玉米生物性状及水肥利用效率的影响

为了寻求东北黑土耕作区适宜的水肥管理模式,在大田试验的基础上,设计了有膜(M)和无膜(W)两种覆盖处理,3个施肥水平230kg N/hm~2(W1),280kg N/hm~2(W2)和330kg N/hm~2(W3),3种施肥比例60%-40%-0%(F1),60%-20%-20%(F2)和33%-33%-33%(F3),分别设置1组对照,共计20种处理。研究了覆膜、施肥量与施肥方式的差异对作物耗水量、玉米作物生长性状、水分利用效率以及肥料偏生产力的影响。结果表明:覆膜处理减少了土壤水分的无效蒸发,随着施肥量的增加,玉米植株的生长优势明显,同时植株对于土壤水分的需求量也相应增加,在WW3F2施肥处理条件下的土壤水分消耗最大;施肥量和施肥比例的不同导致玉米植株的生长性状及产量存在一定的差异,在施肥比例方案60%-20%-20%(F2)下,随着施肥量的增加,植株对于土壤养分的利用效率提高,其中MW3F2处理方式下植株产量相对MW3F1和MW3F3处理分别提升了2.8%和12.7%;在肥料运筹模式选取中,采用提升耗水量和肥料用量的方式,能够提高了玉米的产量,降低了土壤水分利用效率和肥料偏生产力。综合耗水量和肥料用量两个因素,MW1F2和MW3F2模式在黑土区优势较为明显。