玉米（Zea mays L.）是河西走廊的高产作物,种植面积很大。充足的肥水供应对于发挥玉米的高产潜力非常重要,但是水肥过量导致养分和水分利用效率降低,同时带来一系列环境问题。为了确定适宜的玉米氮肥施用量及灌水量,我们于20132014（实验一）和20142015（运筹实验）年在甘肃省张掖市新敦镇双塔村进行了三年的大田实验研究。实验全部采用完全随机区组设计。实验一设纯N 520（N520）、455（N455）、390（N390）、325（N325）、260（N260）、195kg﹒ha-1（N195）和不施氮（N0）共7个氮素水平,目的为在当地常规灌溉量下确定适宜的玉米氮肥用量。实验中系统测定了玉米干物质累积、氮素的吸收与分配、土壤无机氮动态变化、产量、氮肥利用率及收获后土壤无机氮残留,据此对不同处理下的氮素平衡进行了估算。实验二是将运筹实验中减量灌溉（W1）下的N300和N375与实验一中常规灌溉量（W2）下的N325和N390,在产量、水分利用效率、土壤无机氮残留量及氮素平衡方面进行简单地对比,目的是确定最佳的施氮量和灌溉量组合。研究结果表明:实验一:不施氮明显降低了玉米全生育期干物质累积量。生育期前期,施氮与不施氮对总干物质积累的影响没有显著差异。生育期中后期,伴随着施氮量的增加干物质积累量在增加。成熟期,地上总生物量和籽粒干物质积累达最大时的氮肥用量分别为390kg﹒ha-1和325kg﹒ha-1,超过此值干物质积累不再显著增加。生育期前期,施氮量≥325 kg﹒ha-1,总的氮素吸收量不再显著地增加;生育期后期,施氮量≥390 kg﹒ha-1,总氮素吸收量和籽粒氮素吸收量都不再显著地增加。不施氮肥的氮素吸收量在玉米整个生育期内均低于施氮处理。2013与2014年,较不施氮而言,施氮显著地提高了玉米籽粒产量。当施氮量高于或等于390kg﹒ha-1和325kg﹒ha-1时,俩年的籽粒产量分别不再显著地增加。当施氮量≥390kg﹒ha-1时,俩年的籽粒产量均值不再随着施氮量的增加而显著地增加。2013年施氮量为325kg﹒ha-1时,氮肥利用率达到最大值。2013年施氮量≥390kg﹒ha-1时,0100cm各土层土壤无机氮残留量基本随着施氮量的增加而增加,施氮量≤325kg﹒ha-1时,没有变化规律,且不同土层各个处理之间均无显著差异;2014年低氮处理(≤325kg﹒ha-1)可以降低土壤无机氮的残留,中高氮处理(>390kg﹒ha-1)造成土壤无机氮的大量累积。2013和2014年不施氮的氮素表观损失量显著低于施氮处理,各施氮处理之间无显著差别。因此推荐当地年均最佳氮肥投入量为325390kg﹒ha-1。实验二:W1N300和W1N375在产量和水分利用率方面高于和显著高于W2N325和W2N390,在0100cm土壤无机氮残留、氮素表观损失和氮素盈余量方面均显著低于W2N325和W2N390,且W1较W2在整个生育期内节水280mm,节水率达到46.67%。W1N300与W1N375在产量、水分利用率、作物吸收和土壤氮素残留量方面均无显著差异,在土壤表观损失和氮素盈余量方面,W1N375均大于W1N300,但二者之间无显著差异。综合考虑节水节氮高产,将单次灌水量为80mm和施氮量为300kg﹒ha-1作为当地最适水氮用量。
