Abstract Maize (Zea mays L.) evapotranspiration crop coefficients (Kc) that are needed to estimate crop evapotranspiration (ETc) using the two-step approach for variable rate irrigation and nitrogen management under different soil types have not been investigated or quantified. In this research, alfalfa- and grass-reference crop coefficients (Kcr and Kco) curves were developed for fixed rate or uniform rate fertigation (FRF), variable rate fertigation (VRF) and pre-plant nitrogen (PP) management under fixed rate or uniform rate irrigation (FRI) and variable rate irrigation (VRI) for three soil types [Crete silt loam (S1), Hastings silty clay loam (2) and Hastings silt loam (S3)] in 2015, 2016 and 2017 growing seasons. Irrigation and nitrogen management strategies, as well as soil type, all influenced the Kcr and Kco values, which exhibited inter-annual variation. On average, greater variation in Kc curves between FRF, VRF and PP nitrogen treatment were observed under VRI treatments as compared with FRI. Results showed that Kc values are more dependent on the amount rather than the timing of the nitrogen application. In all three seasons, higher Kc values were observed in the FRI treatment than VRI with Kcr, ranging from 0.07 to 1.30 in FRI and 0.07 to 1.20 in VRI. Kc curves also differed between nitrogen treatments and the difference was more prominent in the VRI treatments than in the FRI in all years. In general, maximum Kc was observed in PP nitrogen treatment, followed by FRF and VRF. On a monthly average basis, maximum Kc values were observed in July and August in all soil types and minimum Kc values were observed in June. When soil types are considered, overall, the maximum Kcr value was observed in FRI-PP treatment in S1 (1.02), FRI-VRF treatment in S2 (1.06) and FRI-VRF treatment in S3 (1.02). The Kcr and Kco equations as a function of growing degree days were developed and monthly average Kcr and Kco values were tabulated for practical applications. To the best of the authors’ knowledge, this research is the first that investigated and quantified the impact of VRI and VRF strategies under FRF, VRF and PP fertilizer management strategies on maize Kc values. The Kcr and Kco values quantified in this research can aid irrigators, state agencies and other water management and agricultural professionals for more accurate crop water use determinations under different irrigation and nitrogen management strategies and different soil types.

中文翻译：

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三种土壤类型中可变和固定（均匀）灌溉和常规和可变肥料管理下的玉米作物系数

摘要 玉米 (Zea mays L.) 作物蒸发蒸腾系数 (Kc) 用于在不同土壤类型下使用两步法进行可变速率灌溉和氮管理来估计作物蒸散量 (ETc) 所需的系数 (Kc) 尚未得到调查或量化。在这项研究中，苜蓿和草参考作物系数（Kcr 和 Kco）曲线被开发用于固定比率或均匀比率施肥（FRF）、可变比率施肥（VRF）和固定比率下的植前氮（PP）管理或在 2015 年、2016 年和 2017 年生长季节对三种土壤类型 [克里特粉质壤土 (S1)、黑斯廷斯粉质粘壤土 (2) 和黑斯廷斯粉质壤土 (S3)] 进行匀速灌溉 (FRI) 和变速灌溉 (VRI)。灌溉和氮管理策略以及土壤类型都会影响 Kcr 和 Kco 值，表现出年际变化。平均而言，与 FRI 相比，在 VRI 处理下观察到 FRF、VRF 和 PP 氮处理之间 Kc 曲线的更大变化。结果表明，Kc 值更多地取决于施氮量而不是施氮时间。在所有三个季节中，FRI 处理中观察到的 Kc 值高于 Kcr 的 VRI，范围为 FRI 的 0.07 至 1.30 和 VRI 的 0.07 至 1.20。氮处理之间的 Kc 曲线也不同，并且在所有年份中，VRI 处理的差异比 FRI 更显着。一般而言，在 PP 氮处理中观察到最大 Kc，其次是 FRF 和 VRF。按月平均值计算，所有土壤类型在 7 月和 8 月观察到最大 Kc 值，在 6 月观察到最小 Kc 值。当考虑土壤类型时，总体而言，在 S1 的 FRI-PP 处理（1.02）、S2 的 FRI-VRF 处理（1.06）和 S3 的 FRI-VRF 处理（1.02）中观察到最大 Kcr 值。开发了 Kcr 和 Kco 方程作为生长期天数的函数，并为实际应用列出了月平均 Kcr 和 Kco 值。据作者所知，本研究首次调查和量化了 FRF、VRF 和 PP 肥料管理策略下 VRI 和 VRF 策略对玉米 Kc 值的影响。本研究中量化的 Kcr 和 Kco 值可以帮助灌溉者、国家机构和其他水资源管理和农业专业人员在不同的灌溉和氮管理策略以及不同的土壤类型下更准确地确定作物用水量。在S1的FRI-PP处理（1.02）、S2的FRI-VRF处理（1.06）和S3的FRI-VRF处理（1.02）中观察到最大Kcr值。开发了 Kcr 和 Kco 方程作为生长期天数的函数，并为实际应用列出了月平均 Kcr 和 Kco 值。据作者所知，本研究首次调查和量化了 FRF、VRF 和 PP 肥料管理策略下 VRI 和 VRF 策略对玉米 Kc 值的影响。本研究中量化的 Kcr 和 Kco 值可以帮助灌溉者、国家机构和其他水资源管理和农业专业人员在不同的灌溉和氮管理策略以及不同的土壤类型下更准确地确定作物用水量。在S1的FRI-PP处理（1.02）、S2的FRI-VRF处理（1.06）和S3的FRI-VRF处理（1.02）中观察到最大Kcr值。开发了 Kcr 和 Kco 方程作为生长期天数的函数，并为实际应用列出了月平均 Kcr 和 Kco 值。据作者所知，本研究首次调查和量化了 FRF、VRF 和 PP 肥料管理策略下 VRI 和 VRF 策略对玉米 Kc 值的影响。本研究中量化的 Kcr 和 Kco 值可以帮助灌溉者、国家机构和其他水资源管理和农业专业人员在不同的灌溉和氮管理策略以及不同的土壤类型下更准确地确定作物用水量。开发了 Kcr 和 Kco 方程作为生长期天数的函数，并为实际应用列出了月平均 Kcr 和 Kco 值。据作者所知，本研究首次调查和量化了 FRF、VRF 和 PP 肥料管理策略下 VRI 和 VRF 策略对玉米 Kc 值的影响。本研究中量化的 Kcr 和 Kco 值可以帮助灌溉者、国家机构和其他水资源管理和农业专业人员在不同的灌溉和氮管理策略以及不同的土壤类型下更准确地确定作物用水量。开发了 Kcr 和 Kco 方程作为生长期天数的函数，并为实际应用列出了月平均 Kcr 和 Kco 值。据作者所知，本研究首次调查和量化了 FRF、VRF 和 PP 肥料管理策略下 VRI 和 VRF 策略对玉米 Kc 值的影响。本研究中量化的 Kcr 和 Kco 值可以帮助灌溉者、国家机构和其他水资源管理和农业专业人员在不同的灌溉和氮管理策略以及不同的土壤类型下更准确地确定作物用水量。本研究首次调查和量化了 FRF、VRF 和 PP 肥料管理策略下的 VRI 和 VRF 策略对玉米 Kc 值的影响。本研究中量化的 Kcr 和 Kco 值可以帮助灌溉者、国家机构和其他水资源管理和农业专业人员在不同的灌溉和氮管理策略以及不同的土壤类型下更准确地确定作物用水量。本研究首次调查和量化了 FRF、VRF 和 PP 肥料管理策略下的 VRI 和 VRF 策略对玉米 Kc 值的影响。本研究中量化的 Kcr 和 Kco 值可以帮助灌溉者、国家机构和其他水资源管理和农业专业人员在不同的灌溉和氮管理策略以及不同的土壤类型下更准确地确定作物用水量。