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目前，国内外学者对集雨种植在干旱半干旱地区的田间应用做了大量的研究，涉及不同的沟垄种植、沟垄尺寸、覆盖材料以及覆盖方式等多个方面。关于二元集雨种植也有所涉及，包括垂直方向的二元集雨模式和水平方向的二元集雨模式。然而，在以下几方面还不够系统和深入：
（1）集雨时段。前人的研究主要集中于作物生育期或是休闲期进行集雨覆盖，且大多仅涉及一种作物或单季作物，而对轮作系统下作物全生育期集雨覆盖种植的研究较少。
（2）集雨模式。前人的研究主要为不同一元集雨模式和不同二元集雨模式的对比分析，系统比较一元和二元集雨种植的土壤水热效应和作物生长状况的研究较少。
（3）分析指标。前人的研究主要集中于不同集雨措施的集雨效率、农田水热环境和作物生长产量等方面。然而，集雨种植条件下，土壤水热状况的变化会影响养分在土壤中的迁移和分布，进而影响作物的养分吸收特征。因此，有必要综合考虑植株的养分吸收情况以进一步揭示集雨种植的增产增效机理。
在作物氮肥运筹方面，国内外学者对不同作物的合理施氮量、基追比例、追肥时期和氮肥类型做了大量的研究，涉及氮素的去向，氮素在土壤中的分布、运移，在植株体内的吸收、分配以及氮素收支平衡等方面。然而，在以下几方面还有必要进一步研究。
（1）现阶段关于高效环保省工的新型控释氮肥主要应用于经济作物上，在粮食作物上的应用以水稻为主，且主要集中于中国南方地区，在北方地区的小麦、玉米等作物上的应用研究较为鲜见。
（2）系统对比分析不同尿素和控释氮肥施用量对作物生长、产量、土壤硝态氮分布和植株氮素吸收利用的研究较少，针对轮作系统的研究更是少见。由于氮肥的当季利用率较低，因此有必要进行多年定位试验研究不同类型和氮肥施用量的土壤与作物效应。
（3）现阶段国内外关于施用控释氮肥时作物的临界氮浓度稀释曲线模型较为缺乏，尤其是将控释氮肥应用于冬小麦-夏玉米轮作系统的氮浓度稀释曲线至今尚未清楚。