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针对绿洲灌区农田节水和温室气体减排理论和技术研究薄弱,且集成应用轮作、少免耕作和一膜多年利用节水、减排技术缺乏理论和实践依据问题。本研究通过大田试验,在地膜玉米不同留茬方式（免耕一膜两年用、传统耕作）、灌水量（传统灌水和传统灌水减量20%）以及施氮量（传统施氮225 kg hm-2、中施氮180 kg hm-2、低施氮135 kg hm-2）条件下,探讨了不同处理对轮作小麦全生育期内的耗水、温室气体排放动态的影响,揭示了免耕一膜两年用轮作措施集成水氮运筹的节水减排机理,以期为绿洲灌区建立基于轮作、少免耕和地膜减量技术的小麦“节水减排”型生产技术体系提供理论依据。主要研究结果如下:1.免耕玉米茬一膜两年用措施显著增加了小麦耗水量（E）,降低了棵间蒸发量（E）和棵间蒸发量占总耗水量的比例（E/ET）,同样减少灌水量、施氮量具有降低小麦耗水、棵间蒸发及蒸散比的优势。与传统耕作比,免耕一膜两年用措施使小麦全生育期耗水增加3.8%,而使E、E/ET降低17.6%、27.4%;与传统灌水、传统施氮水平比,减量灌水20%的低氮处理（135 kg hm-2）在免耕一膜两年用条件下的ET、E和E/ET均降幅最大,分别为14.3%、13.7%和17.7%。2.与传统耕作相比,免耕一膜两年用措施显著降低了轮作小麦土壤呼吸强度,减少了CO2排放总量,显著提高了N2O排放速率,增加了N2O排放总量,从而降低了小麦全球增温潜势（GWP）、单位耗水温室气体排放量,提高了温室气体排放效率。免耕一膜两年用使轮作小麦GWP、单位耗水温室气体排放量分别降低12.1%和17.7%,使温室气体排放效率提高20.1%。与传统灌水、传统施氮水平比,减量灌水、减量施氮措施对免耕一膜两年用轮作小麦土壤中CO2、N2O的排放具有抑制作用,且降低了小麦全球增温潜势（GWP）、单位耗水温室气体排放量,提高了温室气体排放效率。其中,减量灌水、低施氮处理的小麦生育期内土壤CO2总排放量在免耕一膜两年用条件下达到最低值3495.2 kg hm-2,N2O总排放量的降幅也最大,较传统施氮水平降低42.7%;免耕一膜两年用减量灌水低施氮处理的GWP15637kgCO2eq、单位耗水温室气体排放35.5kgCO2eq mm-1为全处理最小,温室气体排放效率0.547kgCO2eq kg-1为全处理最大。3.免耕一膜两年用措施下显著提高了轮作小麦农田土壤含水量、土壤无机氮含量,降低了土壤温度,增加了干物质积累量。减少灌水量、施氮量均降低了免耕一膜两年用轮作小麦苗期至灌浆期的土壤含水量、土壤温度,减量灌水促进了苗期至孕穗期内小麦对土壤无机氮的吸收以及干物质的积累;而减量施氮不利于小麦生育后期土壤无机氮的积累和干物质的形成。全球增温潜势与土壤呼吸速率呈正相关,土壤呼吸速率与地温呈正相关,且土壤含水量、无机氮含量、干物质积累量与N2O排放速率呈正相关,说明适当降低土壤温度、土壤含水量、无机氮含量、干物质积累量可降低农田温室气体排放速率,是实现农田低碳排的基础。4.免耕一膜两年用较传统耕作措施具有显著的产量、水氮利用优势,减少水氮投入同样可达到提高小麦产量、水分利用效率（WUE）、灌溉水利用效率（IWUE）、氮肥利用利率（NUR）、氮肥偏生产力（PPNR）的目的。将减量灌水、减量施肥与免耕一膜两年用措施集成在同一体系中,其增产、水肥高效利用的正效应更突出。经方差计算,各处理小麦籽粒产量与其对应全球增温潜势间不存在显著的相关关系（p=0.271）,说明以降低小麦生产中农田温室气排放为前提,实现小麦稳产是可能的。一膜两年用玉米茬免耕方式结合减量灌水20%（苗期、孕穗期、灌浆期分别灌水60mm、70mm、60mm）及减量施氮（基肥纯N为135 kg hm-2）的生产模式下其小麦产量、WUE、NUR较传统生产模式提高了8.0%、8.9%、20.7%,GWP降低了20.9%,说明该技术组合是适用于绿洲灌区节水、减排小麦高效生产模式之一。