水资源短缺和土壤退化是半干旱地区农业生产面临的主要挑战，通过制定综合施肥策略以提高土壤生产力和确保粮食安全，同时减少对环境的负面影响对于实现半干旱地区农业的可持续发展具有重要意义。施用有机肥和生物肥在提高土壤生产力方面的优势已被广泛证实，但目前在不同灌溉水平下应用不同施肥类型组合下的综合策略对土壤质量和作物生产力的影响，以及它们之间的潜在关系还缺乏系统评估。

基于此，本研究通过设置不同的灌溉和施肥处理，评估不同水肥处理对玉米产量、水氮利用效率和土壤质量的影响，同时揭示土壤质量影响玉米产量的潜在作用机制。结果表明，在两种水分条件（充分和有限供水）下，有机肥与微生物菌肥及化肥的配施处理相较于其它施肥处理均提高了作物产量、水氮利用效率和大部分土壤指标。此外，施肥处理主要通过土壤特性而影响土壤质量指数（SQI），最终反馈于作物产量（图1、2），而且不同供水水平下作物产量响应SQI的潜在机制不同，这主要由与作物产量相关的关键土壤因子差异导致（图3、4）。本研究证明通过有机肥与微生物菌肥及化肥的配施处理是改善土壤质量和作物生产力的有效策略，可为半干旱沙地不同供水条件下协同提高作物生产力和土壤质量的可持续发展施肥管理提供理论指导。

该成果于2025年1月27日以Integrated application of fertilization increased maize (Zea mays L.) yield by improving soil quality, particularly under limited water conditions in a semi-arid sandy area为题，在线发表于农林科学领域Top期刊Agricultural Water Management (中科院一区，5年平均IF = 6.3)，西北研究院生态与农业研究室奈曼沙漠化研究站博士研究生王宁为论文第一作者，张铜会研究员为论文通讯作者。该研究得到了内蒙古科技创新重大示范工程“揭榜挂帅”项目（2024JBGS0007）和甘肃省自然科学基金项目（23JRRA1337）的共同资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2025.109334

图1 充分灌溉（A、B）与亏缺灌溉（C、D）下玉米产量、生长指标和资源利用效率与土壤指标的相关关系及影响玉米产量的关键土壤因子

图2 不同水肥处理线下土壤质量指数以及与产量间的相关关系

图3 充分灌溉（A、C）与亏缺灌溉（B、D）下是施肥对土壤质量指数和玉米产量的影响路径

图4 不同水分条件下土壤质量指数和玉米产量对施肥处理的反馈概念图