水肥耦合效應研究綜述
摘要土壤水分與肥料是農業生產的兩大因素，兩者具有協同效應，增水能夠增加肥料的增產效應，增肥能夠增加灌水的增產效應，兩者既相互制約又相互協調促進。在農業生產中，只有合理匹配水肥因子，才能起到以肥調水、以水促肥，并充分發揮水肥因子的整體增產作用。研究水肥耦合效應，對提高肥料和水分利用效率、提高農業生產的經濟效益和生態效益、保障農業可持續發展有著重要的意義。
關鍵詞以肥調水；以水促肥；水肥耦合
1水肥耦合概念及機理
農業生產中水分和養分（肥料）是影響作物生長的兩個重要環境因子，水肥之間的關系相當復雜。在農田系統中，水分與養分之間、各養分之間以及作物與水肥之間都具有相互激勵與拮抗的動態平衡關系。
水肥耦合則是指農田生態系統中，水分和肥料二因素或水分與肥料中的氮、磷、鉀等因素之間的相互作用對作物生長的影響及其利用效率，也可以理解為在農業生態系統中，水與土壤
礦質元素這兩個體系融為一體，互相影響、相互作用，對植物的生長發育產生的現象或結果。水肥耦合技術則是在考慮水分和養分對作物生長的影響，在不同水分、養分基礎條件下，所使用的因水施肥、以水定肥、以肥調水等技術。
水肥是影響作物產量的兩個重要因子，在育種技術、耕作技術、栽培技術等的基礎上，合理的灌溉與施肥是作物增產的主要途徑之一。從水、肥對作物的生理生長影響過程來看，這兩個因子在很大程度上既相互制約，又互相影響，水分不足影響作物根系對肥料的吸收，并直接影響作物的的產量；養分不足則同樣限制作物對水分的充分利用并降低作物產量。增水能促進肥料的增產效應；增肥可明顯改善旱作物葉片水分狀況，增加光合速率、延緩葉片衰老，有利于作物后期維持一定的光合面積和作用時間，減小了土壤水分不足對產量的影響。
在實際農業生產中研究和發展水肥耦合機理及其技術，對節約并高效利用有限的農業水資源對農業可持續發展具有重要意義。只有合理匹配水肥因子，才能起到以肥調水、以水促肥，達到水分和養分的高效利用，并充分發揮水肥因子的整體增產
作用。
2研究進展
Viets指出，因為水分的有效性影響著土壤微生物、物理及植物生理過程，土壤中水分與養分之間的關系復雜而密切。Lahiri認為，在土壤干旱狀況下施用氮肥有效促進了農作物對土壤深層水分的利用并提高產量。Begg和Bhan等認為在土壤水分有限條件下增施氮肥可能會使作物水分脅迫加重，對產量造成不利影響。還有研究表明，養分和水分合理配合能有效提高水肥資源的利
用率。
我國自1991年以對將旱地農田水肥交互作用與耦合模型研究作為重點項目進行研究，通過多學科、多專業聯合攻關，取得了許多重要成果，在一些實際應用領域獲得了突破性進展。明確水肥有效供應的動力學特征和水肥耦合效應對產量影響的區域變異，建立水肥效應模型。
唐新蓮等研究了施氮量和土壤水分對菜心產量和品質的影響，結果表明，在同一水分處理條件下，不同施氮處理的菜心產量存在顯著差異；趙義濤等研究了水肥耦合效應對辣椒保
護地土壤水分變化和灌溉水利用率的影響；賈彩建等對滴灌施肥進行了研究，試驗表明，采用滴灌施肥能有效節水28.9%-31.0%，節肥17.9%-58.9%，通過滴灌施肥產量達到94 860.0 kg/hm2，比對照增產20.8%，同時有效提高了產品的品質；梁運江等研究了定額灌水、氮肥、磷肥對保護辣椒植株生長發育的影響，結果表明，對辣椒生育性狀和產量影響最大的因子是灌水，其次是P和N，灌水和P的交互作用顯著影響了分枝數和莖粗；不同土壤含水量對日光溫室黃瓜的生理特性影響；陳碧華等研究了水肥耦合條件對番茄硝酸鹽含量的影響，結果表明，邊際硝酸鹽含量隨水分增加而減少，隨著施肥量的提高而增加；陳修斌等研究了灌水量、氮肥、鉀肥的耦合效應對番茄的影響，建立了水肥因子與產量的數學回歸模型，也研究了灌水量、N、K的耦合效應對西葫蘆產量的影響，建立了西葫蘆產量對水肥因子的數學回歸模型；張璐等通過對遼西半干旱地區豐水年與平水年的水肥交互效應進行估算發現，在該地區水肥交互作用顯著，在施用有機肥的情況下，水肥交互作用有所降低；劉思春等對不同肥力水平下土壤-植物-大氣連續系統水勢溫度效應進行研究表明，施用化肥和有機肥可提高土壤肥力，明顯提高植株水勢，并且隨著土壤肥力提高，植物水的有效性隨即增加。上官周平等在對旱作農田冬小麥水肥耦合增產效應進行研究后指出，增施肥料可明顯改善旱作農田冬小麥葉片水分狀況、同時增加光合速率并延緩葉片衰
老，有利于小麥后期維持一定的光合面積和作用時間，有利于籽粒灌漿和增加每穗粒數，減小了由于土壤水分不充分對產量的影響；李法云、鄭良等在進行遼西半干旱區水肥耦合作用對土壤水分動態變化的影響研究時發現，在小麥生育前期，施用氮肥能夠有效促進小麥的生長發育，并能有效減少土壤表面水分的無效蒸發量，從而提高土壤水分的含量；梁智、周勃等對滴灌施肥條件下長絨棉水肥耦合效應進行了研究，研究表明，低施肥水平下，灌溉的增產效應不明顯；高施肥水平的提高，灌溉的增產效應顯著，說明施肥可以發揮灌水的增產作用。陳修斌等對溫室西葫蘆水肥耦合效應進行了實驗研究并證明，H2O、N、K等三因素影響西葫蘆產量的順序為N>H2O>K，由此表明西葫蘆對N的吸收量大于K；相關研究通過運用三元二次多項式擬合番茄產量與N、K用量及灌水下限間的關系，各因素對番茄產量影響作用的次序為：灌水下限>N>K，灌水下限與施肥有明顯的正交互作用，且在灌水下限時K與灌水的交互作用小于N與灌水的交互作用；在研究冬小麥的水肥耦合時證明，當土壤含水量處于低水平時，籽粒產量隨苗期施氮量增大而減少，相反土壤含水量處于高水平時，籽粒產量隨著苗期施氮量的增大而增大。
3展望
農業生產是一個復雜的綜合體系，在進行水肥耦合相關研究時應明確以肥調水和以水促肥的前提，目前的研究雖然已經在很多方面取得了進展，但仍然存在著許多問題需進一步研究和解決。
1）很多研究對旱地大田作物進行了大量的水肥耦合效應研究，但研究多集中于對產量的研究上，而有關水肥耦合效應對作物品質及生態環境影響的研究還不夠，今后的研究需在這方面
深入。
2）水肥耦合效應在一些領域已取得了突破性進展，但由于地域、氣候、土壤等條件的限制，導致其在異地應用時效果不理想，因此在土壤質地和氣候類型不同的地區進行水肥耦合的研究對農業的可持續發展具有重要意義。
3）隨著科學技術的發展，尤其是計算機技術的應用，在對不同類型土壤水肥耦合研究的基礎上，運用人工智能、GIS技術，將作物、水肥因子與環境條件有機結合起來，建立水肥高效管理信息系統，將會對我國農業的增產有著重要的意義。
參考文獻
[1]VIETSFG.Water deficits and nutrient avail ability[C].KOZLOW SKI TT.Water deficits and plant growth.USA:Aced Press,1972:217-247.
[2]唐新蓮,楊博,李婷等.不同水氮處理對菜心產量和品質的影響[J].廣西農業科學,2006,37(3):288-290.
[3]趙義濤,梁運江,許廣波.水肥耦合對保護地辣椒水分利用效率的影響[J].吉林農業大學學報,2007,29(5):523-527,546.
[4]賈彩建,周海燕,劉新渠等.滴灌施肥對溫室番茄產量及品質的影響[J].山東農業科學,2008(8):70-72.
[5]梁運江,依艷麗,許廣波等.水肥耦合效應對辣椒植株生長發育的影響[J].中國農村水利水電,2009(4):42-45.
[6]陳碧華,郜慶爐,楊和連等.日光溫室內膜下滴灌水肥耦合技術對番茄品質的影響[J].江蘇農業學報,2008,24(4):476-479.
[7]張璐,沈善敏,宇萬太.應用生態學報,2003,14(12):2205-2207.
[8]上官周平,劉文兆等.旱作農田冬小麥水肥耦合增產效應[J].水土保持研究,1999,6(1):103-106.
[9]李法云等.遼西半干早區水肥耦合作用對土壤水分動態變化的影響[J].遼寧大學學報2003,30(1):7-12.
[10]陳修斌,鄒志榮等.日光溫室西葫蘆水肥耦合效應量化指標研究[J].西北農林科技大學學報,2004,32(3):49-58.
