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以0～100cm土层为研究区，每层间隔20cm，经计算土壤储水量变化如图4.1、图4.2所示。总体上表现为播前土壤储水量最大，随着作物生育进程的推进，土壤储水量逐渐降低，每次灌水后有明显的提升。当氮、磷施量较小时，氮、磷对土壤储水量的变化具有较好的协同促进作用，过多则产生拮抗作用。
图4.1 小麦玉米套作土壤储水量随时间的变化规律
图4.2 氮、磷交互土壤储水量等值线图
不同氮磷配施水平对小麦玉米套作全生育期耗水量具有显著影响（表4.1）。灌水量在作物耗水量中所占比例最高，小麦全生育期共灌四水，占耗水量的50.93%～58.37%，由于套作的原因，套种玉米比单种多灌了二水，生育期内灌了四水，总计六水，占耗水量的65.83%～69.02%，其次为地下水补给，占小麦耗水的 18.97%～21.75%，占玉米耗水的14.98%～15.71%，降水占小麦耗水的13.37%～15.33%，占玉米耗水的11.53%～12.08%，土壤储水量变化量占小麦耗水的 4.55%～16.73%，占玉米耗水的 3.19%～7.66%。
表4.1 小麦玉米套作耗水量组成及水分利用效率
续表
注 不同字母表示差异达5%显著水平。
施磷量恒定在P 2 时，不同施氮水平与空白相比，全生育期耗水量增加了29.05～75.23mm（小麦）、6.98～31.58mm（玉米），高氮（N 3 ）相比中氮（N 2 ）水平，耗水量减少了11.51mm（小麦）、9.61mm（玉米），说明施氮量在一定范围时，施氮与作物耗水量呈正相关关系（N 0 ～N 2 ），施氮过量（N 3 ）则呈负相关关系。当施氮量恒定N 2 时，不同施磷水平与对照相比，全生育期耗水量增加了 44.06～75.23mm（小麦）、8.64～31.58mm（玉米），高磷（P 3 ）相比中磷（P 2 ）水平，耗水量减少了 7.87mm（小麦）、3.81mm（玉米）。可见，中氮中磷（N 2 P 2 ）处理的耗水量最大，比空白处理增加了75.23mm（小麦）、31.58mm（玉米）。
对不同施肥水平下小麦玉米套作水分利用效率分析可知（表4.1），当磷恒定在P 2 水平时，在一定范围内，施氮量与水分利用效率表现为正相关关系（N 0 ～N 2 ），N 0 、N 1 、N 2 相对于空白处理分别增加 9.28%、32.86%、49.37%（小麦）和15.29%、41.74%、54.65%（玉米），施氮过量（N 3 ）则表现为抑制作用，说明在一定施氮范围内，增施氮肥能够有效提高作物对水分的利用效率，而施氮过量，则降低作物对水分的利用效率。当氮恒定在N 2 水平时，施磷与水分利用效率的关系与施氮类似。可见中氮中磷（N 2 P 2 ）处理能够较好的提高作物水分利用效率。