摘要：氮和水对作物生长非常重要,研究施氮和灌溉管理下作物产量、土壤性质以及它们的关系对我国农业科学有重要意义。本文以中国科学院封丘农业生态试验站为平台,研究了施氮（每季施氮150 kg·hm-2、190 kg·hm-2、230 kg·hm-2、270 kg·hm-2,以不施氮为对照）和灌溉（灌溉量达到0-20 cm、0-40 cm、0-60 cm土壤的田间持水量,以雨养为对照）管理下小麦-玉米轮作系统作物产量和土壤生化性质,以及它们之间的关系。研究结果表明,150-270 kg·hm-2施氮量对2008年、2009年玉米产量和2009年、2010年小麦产量无显著影响；灌溉对2010年玉米产量无显著影响,而2008年、2009年玉米产量随灌溉量增大而增加。尽管2008-2011年小麦产量随灌溉量变化趋势不一致,但与雨养相比灌溉提升了小麦产量。施氮在不同程度上提升了土壤全氮和速效氮含量、脱氢酶和脲酶活性、微生物生物量碳、基本呼吸和硝化势,稍微降低了土壤pH并大幅降低了速效磷含量（降幅48.7%-51.6%）；灌溉提升了土壤全氮含量和脱氢酶活性,降低了全钾含量、脲酶活性、基本呼吸、硝化势。多元回归分析显示,某些土壤生化性质（全氮、溶解性有机碳、速效磷含量及微生物生物量碳氮、呼吸熵、硝化势）与2009年、2010年玉米产量很好地线性拟合。综上,土壤生化性质因施氮和灌溉发生不同程度的分异,因施氮和灌溉而分异的土壤生化性质能部分地鉴定作物产量。本研究方法可为产量主导因子的筛选及产量估算模型的建立提供一定参考依据。

关键词：施氮 灌溉 土壤 生化性质 作物产量 

单位：中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室 南京210008 中国科学院大学 北京100049 河南农业大学资源与环境学院河南粮食作物协同创新中心 郑州450002