灌溉水盐分和灌水量对温室气体排放与玉米生长的影响

魏琛琛 任树梅 徐子昂 张美桃 魏 榕 杨培岭

(1.中国农业大学水利与土木工程学院， 北京 100083； 2.武汉市青山区水务和湖泊局， 武汉 430080；3.北京市大兴区水务局， 北京 102600)

0 引言

河套灌区的农业生产长期依赖于过境的黄河水进行灌溉，由于政策性节水，河套灌区的引黄水量将减少至40亿m3(减少20%以上)，这使当地的农业生产面临巨大的挑战[1]。因此，寻找农业灌溉替代水源、并制定合理的灌溉定额对河套灌区农业可持续发展具有重要意义。

由于高蒸发、低降雨的气候条件，加之常年不合理的灌溉，河套灌区地下微咸水(矿化度2～5 g/L)储量丰富，可利用量达7.21亿m3，具有较大的利用潜力[2-3]。因此，利用微咸水代替淡水灌溉是解决当地农业水资源短缺的有效措施之一。利用微咸水灌溉能够提供作物生长所需的水分，但也会导致土壤盐分累积，改变土壤环境，进而影响作物生长[4-5]。膜下滴灌通过“多次少量”的局部湿润方式，不但可以减少土壤蒸发、将盐分淋洗至湿润体周围、减小盐分对作物的不利影响，而且还能够提高水分与养分的利用效率，被认为是利用微咸水灌溉的有效方式[6]。土壤水分根据“盐随水动”的原则控制土壤中盐分的运移，当灌水量较低时，盐分会在土壤表面累积，且较少的水分不能满足作物生长的需求；当灌水量较高时，土壤盐分与养分会被淋洗至深层土壤，这不仅降低了水分与养分的利用效率，被淋洗的盐分和养分还会污染地下水。因此，在地下水与微咸水灌溉条件下，探究不同灌水量对作物及土壤性质的影响对于选取适宜河套灌区的地下水与微咸水灌溉模式具有重要意义。

不同的灌溉水盐分和灌水量不仅对土壤理化性质、作物生长产生影响，还会影响土壤温室气体的排放。CO2和N2O是导致全球变暖的2种主要的温室气体，土壤被证实是CO2和N2O的主要排放源，所排放的CO2和N2O分别约占全球人为排放的26%和59.4%[7-8]。土壤CO2和N2O主要通过土壤根际呼吸与微生物参与的硝化、反硝化过程进行排放[9-10]。灌溉水盐分会通过影响土壤根际呼吸、酶和微生物活性，进而影响土壤CO2和N2O排放。目前，对土壤CO2和N2O排放影响的研究多集中于耕作、灌溉与施肥等因素，而关于灌溉水盐分对土壤CO2和N2O排放影响的研究相对较少，且结论尚未达成一致[11-13]。例如，邹其会等[14]在冬小麦-夏玉米轮作试验中观测到，灌溉水盐分显著降低了土壤CO2、N2O排放；KONTOPOULOU等[15]在希腊用咸水灌溉大豆后发现，灌溉水盐分不会影响土壤CO2、N2O排放；MARTON等[16]收集不同盐度的潮汐土壤进行培养试验，发现盐分在一定程度上促进了土壤CO2、N2O排放。土壤水分是影响温室气体排放的重要因素，主要通过影响土壤O2浓度、酶和微生物活性以及气体在土壤中的扩散速率来影响温室气体排放[17]。研究表明，土壤水分对温室气体排放的影响存在阈值，过高或过低的土壤水分含量均会抑制温室气体排放[18]。目前，关于土壤水分对温室气体排放的研究主要集中于不同灌溉方式与施肥梯度条件下，对不同灌溉水盐分条件下的相关研究仍然缺乏。在地下水与微咸水灌溉条件下，探讨避免盐分累积和作物减产、且温室气体排放较少的最优灌溉模式对灌区农业可持续发展具有重要意义。

本文于2019年在河套灌区以膜下滴灌春玉米为研究对象进行田间试验，在3种不同灌水量条件下，研究地下水与微咸水灌溉对土壤理化性质(含水率、电导率、pH值、铵态氮含量、硝态氮含量)、温室气体排放及春玉米生长的影响，旨在为河套灌区制定适宜的地下水与微咸水灌溉定额提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2019年4—9月在内蒙古自治区巴彦淖尔市曙光试验站(40°46′N,107°24′E)开展。试验区为典型的干旱大陆性气候，多年平均降雨量142.1 mm，平均蒸发量2 306.5 mm。试验期间平均土壤温度为17.6℃，累积降雨量为63.68 mm，逐日气象条件如图1a所示。试验区耕层土壤为粉砂壤土，砂粒、粉粒和黏粒质量分数分别为29.93%、62.38%和7.69%，田间持水率为19.80%，容重为1.50 g/cm3。播前土壤pH值为8.89，电导率为292.98 μS/cm，铵态氮质量比为1.87 mg/kg，硝态氮质量比为7.96 mg/kg。

1.2 试验设计

试验采用2种不同矿化度的水源灌溉，即含盐量为1.1 g/L(电导率为1 830 μS/cm)的当地地下水与5.0 g/L(电导率为8 004 μS/cm)的微咸水(分别表示为S1和S2)。微咸水在当地地下水的基础上加入浓度比为1∶2的KCl与NaCl配置而成。同时参考相关文献与当地的春玉米灌溉经验，在每种灌溉水盐分的基础上设置了低、中、高3个灌水水平，分别为210、255、300 mm(分别表示为W1、W2和W3)[19-20]。试验采用全因素设计，共计6个处理，每个处理设置3个重复，共计18个随机分布的试验小区，具体试验方案如表1所示。试验选取当地常规种植的春玉米“西蒙3358”为供试作物，采用“膜下滴灌+宽窄行”的灌溉与种植模式，宽行距为70 cm、窄行距为40 cm，株距为30 cm。窄行中心布设有滴灌带并覆盖有薄膜，选取甘肃大禹节水集团股份有限公司生产的贴片式滴灌带，壁厚0.4 mm，滴头流量2 L/h，滴头间距30 cm。春玉米于4月26日播种，9月11日收获，生育期为139 d。春玉米生育期灌水与施肥制度如图1b(图中箭头处表示各处理施肥时间)所示，各处理灌水周期为6 d，在春玉米生育期共计灌水17次。春玉米生育期总施氮量为300 kg/hm2，其中，播前各处理将磷酸二铵(施用量375 kg/hm2)和尿素(施用量75 kg/hm2)作为基肥施入土壤，剩余氮肥以尿素的形式分别在春玉米拔节期、抽穗期和灌浆期以2∶2∶1的比例溶于灌溉水后通过比例施肥器与滴灌系统施入膜下土壤。

表1 田间试验处理

1.3 测定项目与方法

1.3.1温室气体排放

土壤温室气体采集于春玉米苗期开始至收获期结束，每10 d测定1次，并在施肥后第1、2、3、5、7天加测，气体利用静态暗箱法原位采集。静态箱由顶箱(0.5 m×0.5 m×0.5 m)和底座(0.5 m×0.5 m×0.15 m)组成：顶箱由3 mm厚的不锈钢板制成，箱内对称布设了2个风扇以便采样时将箱内气体混合均匀，并设有温度计插槽用于观测采样时箱内温度的变化，箱外布设了3 cm厚的泡沫板与黄色胶带防止采样时箱内温度升高过快；底座于播前插入各小区膜下0～15 cm土壤中直到玉米收获，底座顶部设有3 cm厚的凹槽用于放置顶箱，采集气体时往凹槽中注水密封防止采样箱内外空气交换。气体采集时间为08：30—11：30，罩箱后30 min内每10 min采集1次，利用医用三通与50 mL的注射器将采集的气体转移到100 mL的气体采样袋中。气体采集结束后，在室内利用气体浓度分析仪(Picarro G2308型)测定气体采样袋中CO2、N2O浓度，气体排放通量计算公式为

(1)

式中F——气体排放通量，mg/(m2·h)

ρ——标准大气压下的气体密度，g/cm3

H——顶箱高度，m

T——采样期间箱内空气的平均温度，℃

Δc/Δt——采样时箱内气体浓度随时间变化的斜率，mL/(m3·h)

气体累积排放量计算公式为

(2)

式中M——气体累积排放量，t/hm2

Fi、Fi+1——第i和第i+1次气体排放通量，mg/(m2·h)

ti、ti+1——第i和第i+1次采集气体时刻

n——采样总次数

全球增温潜势计算公式为

Gwp=MCO2+265MN2O

(3)

式中Gwp——全球增温潜势，t/hm2

MCO2——土壤CO2累积排放量，t/hm2

MN2O——土壤N2O累积排放量，t/hm2

1.3.2土壤理化性质

生物医药产业的监管手段过于单一，完全依靠监管部门进行监管，没有发挥民众和媒体的监管作用；缺乏有效性，主要对生物医药产品的外包装、产品标识和名称等外在问题进行监管，而很少关注其生产过程和生产技术等内在问题，导致很多“金玉其外，败絮其中”的生物医药产品流入市场；以抽样监管为主，无法全面监管所有生物医药产业和生物医药产品生产和销售的全过程。

在采集气体的同时，用土钻钻取静态箱附近0～30 cm的膜下土壤，部分土壤装入铝盒中利用干燥法测定土壤质量含水率，其余土壤风干、均质化后过1 mm筛用于测定其他土壤理化性质。

土壤电导率(EC1:5)与pH值测定：准确称量10 g风干土壤并加入50 mL去离子水，在恒温振荡器中以180 r/min振荡30 min，静置30 min后取30 mL上清液在高速离心机中以4 000 r/min离心30 min，用校准后的多参数仪(SG23型)测定上清液的EC1:5与pH值。

土壤铵态氮与硝态氮含量测定：准确称量5 g风干土并加入50 mL的氯化钾溶液(2 mol/L)浸提，在恒温振荡器中以180 r/min振荡60 min，静置30 min后过滤得到上清液，用连续流动分析仪(Alliance Futura Ⅱ)测定上清液中铵态氮与硝态氮含量。

1.3.3玉米生长指标

在春玉米收获期，各小区选取长势均匀的3株玉米测量生长指标与产量。其中：株高与叶面积采用卷尺测定，干物质量与籽粒产量干燥至质量恒定后测定。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2019软件对数据进行整理，采用SPSS 21.0软件对数据进行显著性分析与相关性分析，当交互作用显著时利用简单效应分析各处理间差异，当交互作用不显著时则利用主效应分析各处理间差异，采用SigmaPlot 12.5软件绘图。

2 结果与分析

2.1 土壤CO2、N2O排放通量

各处理土壤CO2排放模式类似，均表现为CO2的排放源，在生育期呈先增大后减小的趋势(图2a、2b)。生育期内观测到3次CO2的排放峰值，均出现在3次追肥后1～3 d，S1W1、S1W2、S1W3、S2W1、S2W2和S2W3处理平均CO2排放峰值分别为901.05、903.88、1018.87、965.08、893.05、992.07 mg/(m2·h)，灌溉水含盐量与灌水量均未对平均CO2排放峰值产生显著影响(P>0.05)，但W3处理在S1和S2盐分条件下平均CO2排放峰值均最高。S1W1、S1W2、S1W3、S2W1、S2W2和S2W3处理生育期CO2累积排放量分别为15.33、16.87、19.00、16.99、15.21、18.10 t/hm2(表2)。灌溉水含盐量对土壤CO2累积排放量的影响不显著(P>0.05)，灌水量显著影响了土壤CO2累积排放量(P<0.05)。在S1与S2灌溉水盐分条件下，W3处理土壤CO2累积排放量较W1、W2处理分别提高了12.62%～23.92%和6.56%～18.98%。

各处理春玉米生育期全球增温潜势如表2所示。灌溉水含盐量对全球增温潜势并未产生显著影响(P>0.05)，但灌水量显著影响了全球增温潜势(P<0.05)：W3灌水量条件下全球增温潜势较W1、W2灌水量处理显著提高，在S1和S2灌溉水盐分条件下，W3处理全球增温潜势较W1、W2处理分别提高了14.19%～26.57%和13.03%～22.91%。

表2 春玉米生育期各处理土壤CO2、N2O累积排放量与全球增温潜势

2.2 土壤理化性质

各处理土壤含水率变化趋势类似，在春玉米生育期呈逐渐降低的趋势，但S2各处理含水率下降趋势较S1各处理更为缓慢(图3a、3b)。灌溉水含盐量与灌水量均显著影响了土壤含水率(P<0.05，表3)，含水率随灌溉水含盐量与灌水量增大显著增大(P<0.05，表3)。由相关性分析可知(表4)，土壤含水率与土壤CO2和N2O排放通量均呈极显著的正相关关系(P<0.01)。

生育期各处理土壤电导率整体呈增大的趋势，随灌水施肥呈一定的波动，但S1各处理土壤电导率增长趋势较S2各处理更为缓慢(图3c、3d)。灌溉水含盐量与灌水量对土壤电导率存在显著的交互作用(P<0.05，表3)：在W1、W2、W3灌水量条件下，S2处理较S1处理土壤电导率显著提高了50.79%～77.64%；在S1灌溉水盐分条件下，W2处理电导率较W1和W3处理分别减小了10.82%和4.28%，且W2处理与W1处理差异显著；在S2灌溉水盐分条件下，W2处理电导率较W1和W3处理分别减小了4.07%和12.59%，且W2处理与W3处理差异显著。

生育期各处理土壤pH值随灌水施肥呈波动提高的趋势(图3e、3f)。灌溉水含盐量与灌水量对土壤pH值具有显著的交互作用(P<0.05，表3)，土壤pH值随灌溉水含盐量与灌水量增大显著增大。

各处理生育期土壤铵态氮含量呈波动型减小的趋势(图3g、3h)。灌溉水含盐量显著地减小了土壤铵态氮含量(P<0.05，表3)，S2处理条件下，W1、W2和W3处理铵态氮含量较S1相应处理分别减小了14.77%、18.02%和5.85%，但灌水量对土壤铵态氮含量并未产生显著影响(P>0.05)。土壤铵态氮含量与CO2排放通量呈极显著的正相关关系，与N2O排放通量呈负相关关系，但相关性不显著(表4)。

表3 春玉米生育期各处理平均土壤含水率、电导率、pH值与无机氮含量

各处理生育期土壤硝态氮含量随灌水施肥呈波动型变化，施肥后各处理土壤硝态氮含量迅速升高，随后逐渐回落至施肥前水平(图3i、3j)。灌溉水含盐量与灌水量均未显著影响土壤硝态氮含量(P>0.05)。由相关性分析(表4)可知，土壤硝态氮含量与CO2排放通量呈正相关关系，但相关性不显著，与N2O排放通量呈极显著的正相关关系。

表4 土壤CO2、N2O排放通量与土壤理化性质的相关系数

2.3 春玉米生长指标

灌溉水含盐量与灌水量对春玉米株高、叶面积指数与干物质量具有显著影响(表5)。相同灌水量条件下，S2处理较S1处理春玉米的株高、叶面积指数与干物质量显著减小(P<0.05)，分别减小了9.85%～12.44%、33.97%～83.71%和9.93%～16.15%。在S1和S2灌溉水盐分条件下，W3处理春玉米收获期的株高、叶面积指数与干物质量均最高，分别较W1、W2处理提高了2.98%～6.18%、20.33%～508.79%和6.10%～41.79%。

表5 灌溉水含盐量和灌水量对春玉米生长的影响

灌溉水含盐量和灌水量对春玉米产量的影响效应不一致(表5)。在相同灌水量条件下，S2处理春玉米产量较S1处理显著减小了30.88%～37.32%(P<0.05)。在S1与S2灌溉水盐分条件下，W2、W3处理春玉米产量较W1处理显著提高(P<0.05)，分别提高了26.15%～27.07%和34.29%～39.11%，但W2与W3处理间差异不显著(P>0.05)。

灌溉水含盐量显著减小了春玉米的灌溉水利用效率(表5)，在W1、W2和W3灌水量条件下，S2较S1处理灌溉水利用效率分别减小了37.32%、33.75%和30.88%。尽管灌水量没有对春玉米的灌溉水利用效率产生显著影响，但在S1和S2灌溉水盐分条件下，W2处理的灌溉水利用效率均高于W1和W3处理，分别提高了4.65%～18.51%和10.59%～13.57%。

3 讨论

3.1 灌溉水盐分和灌水量对土壤理化性质和春玉米生长的影响

水分是植株生长的必要条件，适宜的灌水量在满足作物生长的条件下，既能减少水分与养分的流失，又能避免土壤盐分的累积。研究结果表明，在不同灌溉水盐分条件下，土壤含水率均随灌水量增大呈增大趋势，但土壤盐分含量随灌水量的变化趋势与含水率不同。在地下水灌溉条件下，土壤盐分含量由大到小表现为W1、W3、W2；而在微咸水灌溉条件下，土壤盐分含量由大到小表现为W3、W1、W2。在2种灌溉水盐分条件下，W2处理土壤盐分累积均较小，这可能是因为当灌水量较小时，水分对盐分的淋洗作用相对较小，且由于耕层较强的蒸发作用，土壤盐分会出现“表聚”现象[2]；在灌水量较高时，虽然水分对盐分的淋洗作用增强，但水分携带的盐分也相应增多，且土壤蒸发时被淋洗的深层土壤盐分也会随水分进入表层土壤。此外，W1和W3处理在不同灌溉水盐分条件下土壤盐分的累积情况不同。这可能是由于当灌溉水含盐量较小时，水分对盐分主要表现为淋洗作用，灌水量较小时会使土壤的盐分淋洗不完全；当灌溉水盐分较大时，较高的灌水量携带进入土壤的盐分较多，使土壤盐分含量在生育期内始终维持在较高水平。当灌水量提高时，灌溉水携带的Na+通过增大土壤钠吸附比，进而提高了土壤pH值[3]。尽管春玉米株高、叶面积指数与干物质量随灌水量增大而增大，但在W2灌水量条件下，春玉米灌溉水利用效率最高，且产量与W3处理差异不显著。综合考虑土壤盐分累积与春玉米生长，W2处理是河套灌区适宜采用的灌溉水平。

微咸水灌溉显著增大了土壤耕层盐分含量，当土壤盐分含量增大时土壤的渗透势会相应改变，进而影响作物吸水；与此同时，土壤盐分含量增大减小了土壤大孔隙含量、增大了土壤小孔隙含量，导致土壤导水率与入渗速率减小；且微咸水携带的Na+使土壤的钠吸附比增大，进而提高土壤pH值[3,21]。春玉米生长过程中对Na+的抗斥能力较差，微咸水带入土壤中的Na+会对植株造成离子毒害，盐分胁迫也会降低叶片的光合速率、蒸腾速率与气孔导度，同时导致叶片的叶绿素含量下降，这些因素都会影响春玉米植株生长与干物质积累[22-23]。本文研究结果也表明，利用微咸水灌溉时，春玉米各生长指标、产量与灌溉水利用效率较地下水灌溉均显著降低，且土壤含水率高于地下水灌溉处理。这是由于当植株受到盐分胁迫时，土壤的水分消耗也会相应减小，根系吸收的水分会优先分配给植株蒸腾与植株生长，其次才被分配给籽粒生长[24]。

3.2 土壤CO2、N2O排放的日变化规律

土壤呼吸和微生物分解是农田土壤CO2产生的重要途径，土壤酶和微生物参与的硝化和反硝化作用是农田土壤N2O产生的主要途径。研究结果表明，春玉米生育期土壤CO2和N2O排放具有明显的季节性变化特征。土壤CO2和N2O排放通量与空气温度变化趋势一致，在春玉米生育期整体呈先增大后减小的趋势，这与王帅杰等[25]的结论一致。随春玉米生长与大气温度升高，土壤呼吸作用与酶和微生物活性也会相应增高，使得土壤CO2和N2O排放相应呈增大趋势。同时，在追肥后1～3 d土壤CO2、N2O出现了排放峰值，这可能是由于在追肥后1～3 d尿素就基本完成水解，在这期间土壤无机氮含量较施肥前显著增大，这不但能够促进土壤根际呼吸，还为土壤的硝化与反硝化作用提供了充足的反应基质[26-27]。相关性分析结果表明，土壤CO2和N2O排放通量与土壤含水率、无机氮含量的相关性较好，表明土壤含水率和无机氮含量是影响土壤CO2与N2O排放的重要因素，这与之前大多数田间试验得出的研究结果一致[28-29]。

3.3 灌溉水盐分和灌水量对土壤CO2、N2O排放的影响

土壤水分含量是影响土壤CO2和N2O排放的重要因素，而灌水量直接影响了土壤水分含量。已有研究结果表明，当土壤含水率小于田间持水率时，土壤CO2和N2O排放通量随土壤含水率的增大呈增大趋势[12,18]。本研究结果表明，土壤CO2和N2O累积排放量在W3灌水量条件下高于W1和W2处理。这是因为土壤含水率增大时，土壤可溶性基质与微生物接触也相应增加，从而提高土壤酶和微生物活性，进而促进了土壤CO2的排放[17]；与此同时，当土壤含水率增大时，土壤O2含量会相应减小，这在一定程度上会促进土壤硝化细菌脱氮与反硝化作用，进而促进土壤N2O的排放[30]。

灌溉水盐分可能通过影响土壤性质(含水率、盐分含量、pH值和无机氮含量)、土壤酶和微生物活性，进而影响土壤CO2和N2O排放。郭慧楠等[26]和王国栋等[31]研究表明，利用微咸水连续灌溉土壤10年后，土壤酶活性、微生物生物量、有机质含量和全氮含量较淡水灌溉显著降低，土壤N2O排放也会显著减小。WANG等[32]认为利用微咸水灌溉后，土壤异养微生物活性减小，土壤CO2排放也相应减小。而本研究结果表明，短期利用微咸水灌溉后，灌溉水盐分并不会显著影响土壤CO2排放。这可能是由于土壤具有缓冲性，当短期利用微咸水灌溉时，土壤尚未达到盐碱土的水平(平均电导率均小于700 μS/cm)，微生物能够通过提高自身的代谢效率适应盐分的干扰[33]。本研究结果还表明，在同等灌水量条件下，S2处理土壤N2O累积排放量均高于S1处理，且在高灌水量条件下差异显著。这可能是由于微咸水灌溉通过减小土壤蒸发、抑制作物吸水使土壤含水率提高，进而促进了土壤N2O排放。ZENG等[34]研究结果表明，土壤盐分含量对土壤硝化和反硝化速率的影响存在阈值，当土壤电导率小于1 130 μS/cm时，土壤硝化和反硝化速率随土壤盐分含量的增大而增大，而本次试验所测量的电导率均在205.60～947.67 μS/cm之间，表明盐分可能促进了土壤的硝化和反硝化速率。土壤电导率与土壤pH值呈正相关关系(表4)，CHENG等[35]在森林与草地的研究结果表明，土壤pH值增加促进了土壤的硝化作用和N2O排放。这与本研究结果类似，本研究结果表明土壤电导率、土壤N2O排放通量均与土壤铵态氮含量呈负相关关系，而与土壤硝态氮含量呈正相关关系，这表明土壤盐分增大可能通过促进硝化作用来促进土壤N2O排放。利用微咸水灌溉后还会导致土壤的Na+、K+含量和pH值升高，进而提高土壤的盐析能力，降低N2O的溶解度，从而促进土壤N2O排放[36]。当土壤盐分增大后，还有可能会抑制土壤N2O还原酶活性，减少N2O向N2还原，进而导致土壤N2O累积[37]。

4 结论

(1)土壤含水率、pH值随灌溉水含盐量和灌水量的增加而显著增大，土壤铵态氮含量随灌溉水含盐量增加而减小，土壤电导率随灌溉水含盐量的增加而增大。在地下水(含盐量1.1 g/L)灌溉条件下，土壤电导率由大到小表现为低灌水量(210 mm)、高灌水量(300 mm)、中灌水量(255 mm)；在微咸水(含盐量5.0 g/L)灌溉条件下，土壤电导率由大到小表现为高灌水量(300 mm)、低灌水量(210 mm)、中灌水量(255 mm)。

(2)灌溉水含盐量对土壤CO2排放并未产生显著影响，但灌水量显著影响了土壤CO2排放。在地下水与微咸水灌溉条件下，高灌水量土壤CO2累积排放量较低灌水量和中灌水量分别提高了12.62%～23.92%和6.56%～18.98%。灌溉水盐分整体促进了土壤N2O排放，在不同灌水量下，微咸水灌溉的土壤N2O累积排放量较地下水灌溉处理提高了19.86%～44.21%；灌水量显著影响了土壤N2O排放，在地下水与微咸水灌溉条件下，高灌水量时的N2O累积排放量较低灌水量和中灌水量处理分别提高了34.08%～63.74%和60.02%～97.01%。

(3)微咸水灌溉抑制了春玉米生长，降低了春玉米产量和水分利用效率。在相同灌水量条件下，微咸水灌溉后春玉米株高、叶面积指数、干物质量和产量分别较地下水灌溉处理减小了9.85%～12.44%、33.97%～83.71%、9.93%～16.15%和30.88%～37.32%。灌水量的增加显著促进了春玉米的生长，但整体来看，中灌水量处理与高灌水量处理对春玉米生长并未产生显著影响。

(4)本试验条件下，地下水和微咸水灌溉在灌水量255 mm时能够得到较高的春玉米产量和灌溉水利用效率，在此基础上，土壤电导率、CO2和N2O累积排放量、全球增温潜势相对较低，可作为灌区地下水和微咸水灌溉时的最优灌溉定额。本研究可为河套灌区制定春玉米地下水与微咸水膜下滴灌灌溉定额提供理论依据。