扬州大学王鼎新研究生的硕士论文《风沙土玉米滴灌水肥一体化灌溉制度优化研究》主要探讨了风沙土地区玉米种植中滴灌水肥一体化的最佳灌溉制度，以期为该地区玉米种植提供科学依据和技术支撑。本文发表时间为2021年，校内导师为窦超银副教授，校外导师为杨晨霞高级工程师。研究得到了国家自然科学基金（编号：51609208）的资助。
一、研究背景与意义
随着我国经济快速发展和人口增长，土地资源面临压力，耕地面积减少且质量下降，粮食安全问题凸显。同时，土地沙漠化已成为全球重要的环境与社会问题，尤其是在中国的干旱、半干旱以及部分半湿润地区。土地沙漠化不仅威胁区域生态平衡，也影响国家的经济社会稳定。辽宁西北地区作为沙漠化较为严重的区域，其土壤类型以风沙土为主，特点是有机质少、持水力弱，极大地限制了农业生产效率。滴灌水肥一体化技术被认为是改善此类地区土壤水肥管理的重要手段，但相关技术的优化和区域适配性研究仍需深入探索。
二、研究目标与内容
本文的主要研究目标是优化风沙土地区玉米膜下滴灌的灌溉制度，明确不同灌水量和施肥频次对玉米生长、产量及土壤水肥分布的影响，从而提出科学合理的滴灌灌溉模式。具体研究内容包括： 1. 灌溉制度试验（2018年）：研究不同灌水量（需水系数分别为0.4、0.6、0.8、1.0和1.2）及施氮量（225 kg/hm²和300 kg/hm²）对玉米生长、产量、土壤水分和养分分布的影响。 2. 施肥频次试验（2019年）：在最佳施氮量（300 kg/hm²）条件下，探讨一次和四次施肥方式下不同灌水量对玉米生长及土壤水肥分布的作用。
三、研究方法
- 试验区概况：试验选取典型风沙土地区，气候为半干旱区，夏季降水集中，但总体蒸发量大于降水量，土壤类型为风沙土。
- 试验设计：采用膜下滴灌方式，对不同处理条件（灌水量和施肥量组合）进行大田试验，并对玉米的生长参数、产量指标、土壤水分和养分特性进行监测和分析。
- 数据采集：包括株高、茎粗、叶面积指数（LAI）、干物质量、土壤含水率、硝态氮和速效钾含量等指标的测定。
- 数据分析：采用统计方法评估不同灌水量和施肥模式对玉米生长、产量以及土壤水肥分布的影响。
四、研究结果
（一）灌水量对玉米生长和产量的影响
- 随灌水量增加，玉米的株高、茎粗、叶面积指数（LAI）和地上干物质量均逐渐增加，灌溉量对玉米植株生长、产量和水分利用效率具有显著影响。
- 在施氮量为225 kg/hm²条件下，过低灌溉量显著降低玉米的生长和产量，中等及以上灌溉量可获得更好的产量和水分利用效率。
- 在施氮量为300 kg/hm²条件下，灌溉量对玉米性状和产量的影响逐渐减小，中等灌溉处理表现出较好的土壤水分分布和作物生长性状。
（二）施肥频次对玉米的影响
- 四次施肥较一次施肥显著提高了玉米株高、LAI及产量，四次施肥处理的产量比一次施肥提高约10%。
- 四次施肥模式下，土壤水分分布更加均匀，硝态氮和速效钾含量的空间分布也更均匀。
（三）土壤水分和养分分布
- 随灌水量增加，土壤中速效钾含量呈减少趋势，而硝态氮含量较高灌水量处理出现降低现象。
- 高灌水处理导致表层土壤水分过多，深层速效钾残留量减少；中等灌水处理有利于维持各层土壤的均匀含水率和硝态氮分布。
五、结论与建议
- 最优灌溉制度：对于风沙土地区的玉米种植，建议采用施氮量为300 kg/hm²、分四次施肥的滴灌模式。在此条件下，中等灌溉处理（需水系数0.8）可实现最佳产量（提高10%），并保证土壤养分分布的均匀性。
- 优化的滴灌计划：
- 苗期：灌水总量32 mm，分两次灌溉；
- 拔节期：灌水总量46 mm，分三次灌溉；
- 穗期：灌水总量88 mm，分四次灌溉；
- 灌浆期：灌水总量62 mm，分三次灌溉；
- 完熟期：灌水总量19 mm，一次灌溉。
- 实践意义：本研究为辽宁西北风沙土地区玉米滴灌水肥一体化管理提供了科学依据，有助于提高水资源利用效率和农作物产量，同时减少环境污染风险。
六、研究价值与展望
本文研究的成果不仅在风沙土地区玉米种植中具有直接指导意义，还为其他类似生态环境下的滴灌技术应用提供了参考。未来可以进一步研究不同作物、不同气候条件下的滴灌制度优化，以及滴灌技术在盐碱化土壤中的应用潜力。