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针对新垦沙地土壤保水差、养分低导致玉米产量受限的问题，研究人员开展灌溉方式（滴灌 / 喷灌 / 漫灌）、覆盖（稻草覆盖与否）及叶面喷施（碳酸氢钾 PoB / 甲醇 / 对照）对玉米生长、生理及水分利用效率（WUE）的影响研究。发现滴灌 + PoB + 稻草覆盖组合显著提升产量（10.0-13.08 t/ha）和 WUE（最高 4.20 kg/m3），为干旱区可持续农业提供新方案。
在干旱半干旱地区，新垦沙地因低有机质、高渗漏性和养分匮乏，成为制约玉米产量的 “生态瓶颈”。传统灌溉方式如漫灌易引发水资源浪费，而单一农艺措施难以兼顾水分保持与养分供给。如何通过系统性管理策略突破产量与水分利用效率（WUE）的协同提升，成为全球干旱区农业可持续发展的核心挑战之一。
为此，埃及达曼胡尔大学（Crop Science Department, Faculty of Agriculture, Damanhour University）等机构的研究团队开展了为期两年（2022-2023）的田间试验，探究灌溉模式、覆盖技术与叶面调控对新垦沙地玉米生长的影响。研究成果发表于《BMC Plant Biology》，为干旱区作物管理提供了重要理论依据。
研究技术方法
研究采用裂区设计，主区为灌溉方式（滴灌、喷灌、漫灌），副区为稻草覆盖（5 Mg/ha）与否，副副区为叶面喷施处理（0.07 g/L 碳酸氢钾 PoB、20% 甲醇、清水对照），重复 3 次。通过测定生长参数（株高 PH、净同化率 NAR、作物生长速率 CGR）、生理指标（叶面积指数 LAI、叶绿素含量 TCh、光合速率 PhR）、产量构成（穗粒数 NGL、百粒重 HGW、籽粒产量 GY）及氧化应激标志物（过氧化氢 H?O?、丙二醛 MDA），结合主成分分析（PCA）、结构方程模型（SEM）等多元统计方法，解析不同处理的协同效应。
研究结果
1. 灌溉与覆盖、喷施的协同增产效应
滴灌 + PoB + 稻草覆盖组合在两季均表现最优：第一季籽粒产量达 10 t/ha，生物产量 51.37 t/ha；第二季籽粒产量提升至 13.08 t/ha，生物产量 59.53 t/ha。该组合通过精准供水（滴灌）减少蒸发，稻草覆盖（50 mm 厚）提升土壤保水率 3-9%，结合 PoB 增强光合效率（PhR 提升 153.4%）和抗氧化能力（MDA 降低 34.3%），实现产量突破。
2. 水分利用效率的差异化表现
滴灌 WUE 达 3.70 kg/m3，显著高于喷灌（3.32 kg/m3）和漫灌（3.03 kg/m3）。覆盖使 WUE 提升 11.3%（3.53 vs 3.17 kg/m3），PoB 喷施进一步提升至 3.80 kg/m3。季节差异显著：第一季滴灌组合 WUE 最高（4.20 kg/m3），第二季喷灌 + 覆盖 + PoB 组合因气候适应性表现更优（5.49 kg/m3）。
3. 生理机制与统计验证
PCA 表明前两个主成分解释 85.6% 变异，株高、生物产量与第一主成分强相关（载荷 76.8%）。SEM 揭示生物产量（标准化路径系数 0.603）、株高（0.594）和净同化率（0.589）是籽粒产量的主要正向驱动因子，而 MDA（-0.434）通过氧化损伤显著负向影响产量。稻草覆盖通过降低 H?O?（6.40 vs 13.53 μmol/g FW）和 MDA 水平，缓解沙地高温胁迫。
4. 叶面喷施的功能分化
PoB 处理通过补充钾素（参与酶激活与光合调控），使叶绿素含量提升 54.9%（4.20 vs 2.62 mg/g FW），同时抑制光呼吸，较甲醇处理增产 20-30%。甲醇虽能短暂提升光合效率，但长期加剧氧化应激，效果次于 PoB。
结论与意义
该研究首次在新垦沙地系统验证了 “精准灌溉 - 有机覆盖 - 营养调控” 的三元协同模式，证明滴灌 + 稻草覆盖 + PoB 组合可同步提升玉米产量（增幅 90-128%）与 WUE（90-127.8%），其核心机制在于优化水分 - 养分利用效率、增强光合碳同化并缓解氧化损伤。研究结果为干旱区农业提供了低成本、易推广的可持续方案，尤其适用于资源有限的小农户体系。未来需进一步验证该模式在不同玉米品种及长期土壤健康中的效应，为全球沙地农业开发提供理论支撑。
