雷宏軍，肖哲元，張振華，楊宏光，劉 鑫，潘紅衛(wèi)

（1.華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，鄭州 450046； 2.魯東大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264039）

0 引 言

針對(duì)水肥資源緊缺與浪費(fèi)并存的矛盾、蔬菜產(chǎn)量增加而品質(zhì)下降與人們追求食物安全與營(yíng)養(yǎng)的矛盾，如何充分挖掘作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收利用潛力，實(shí)現(xiàn)蔬菜優(yōu)質(zhì)的高效灌溉施肥，是近年來(lái)廣為關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著滴灌技術(shù)的精細(xì)化發(fā)展，增氧滴灌已成為一種作物提質(zhì)增效的新技術(shù)[1-2]。為滿足不同作物的水肥需求、減少灌水施肥用量，水肥一體化滴灌已成為精細(xì)化滴灌技術(shù)的研究熱點(diǎn)[3]，尤其是，增氧滴灌和水肥一體化滴灌的結(jié)合已成為滴灌的研究前沿。水肥氣耦合滴灌是增氧滴灌和水肥一體化滴灌結(jié)合的產(chǎn)物，是一種具有調(diào)節(jié)作物根區(qū)水肥氣狀況，改善根系生長(zhǎng)環(huán)境的新型滴灌技術(shù)[4-5]。已有研究表明，曝氣地下滴灌對(duì)紫茄生長(zhǎng)、水分和養(yǎng)分利用的促進(jìn)作用明顯[6]。溫改娟等[7]研究發(fā)現(xiàn)，增氧灌溉提升了番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)。雷宏軍等[8]研究表明，增氧灌溉提高了小白菜對(duì)土壤氮、磷、鉀的吸收。沈榮開(kāi)等[9]研究表明，水肥耦合條件下低水量灌溉利于肥料增產(chǎn)效益的發(fā)揮。劉虎成等[10]研究表明，滴灌施肥處理可顯著提高生姜根莖產(chǎn)量、水分利用效率、氮磷鉀的吸收量和利用效率。目前關(guān)于水肥氣耦合滴灌的研究多集中在增氧灌溉中加氧水平、灌溉水平改善作物生長(zhǎng)和土壤通氣性等方面，對(duì)于土壤通氣性及水氮利用的協(xié)同作用研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)以番茄為研究對(duì)象，設(shè)置不同的灌水量、摻氣量和施氮量，通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤通氣性與作物生長(zhǎng)狀況，探明水肥氣耦合滴灌對(duì)溫室番茄土壤通氣性及水氮利用的影響，以期為水肥氣耦合滴灌的推廣應(yīng)用提供一定理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)于2017年9月27日—2018年1月28日在河南鄭州華北水利水電大學(xué)農(nóng)業(yè)高效用水實(shí)驗(yàn)場(chǎng)現(xiàn)代化溫室（34°47′5.91″N，113°47′20.15″E）中進(jìn)行。該地區(qū)屬溫帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫14.3 ℃，7月氣溫最高，月平均氣溫27.3 ℃，1月氣溫最低，月平均氣溫0.1 ℃，無(wú)霜期200 d，全年日照時(shí)間約2 400 h。溫室建筑總面積為537.6 m2，跨度為9.6 m，開(kāi)間為4 m；玻璃溫室內(nèi)，南面、北面分別裝有風(fēng)機(jī)和濕簾，根據(jù)溫室空氣溫度（35 ℃）及濕度上限值（85%）進(jìn)行調(diào)節(jié)。番茄生育期內(nèi)溫室平均相對(duì)濕度在34.5%～78.9%，平均氣溫在13.0～23.0 ℃之間波動(dòng)。

1.2 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為“金鵬8 號(hào)”。供試土壤為鄭州黏土，將0～40 cm 按照每10 cm 土層取樣，平均土壤體積質(zhì)量為1.45 g/cm3。剖面土壤質(zhì)地均勻，砂粒（0.02～2 mm）、粉粒（0.002～0.02 mm）黏粒（<0.002 mm）質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為32.99%、34.03%和32.98%。土壤pH 值為6.50，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.62 g/kg，土壤全氮、全磷、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.81、0.79 和30.38 g/kg，田間持水率（質(zhì)量含水率）28%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置施氮量（低氮和常氮）、摻氣量（常規(guī)滴灌和曝氣滴灌）和灌水量（低水量和高水量）3 因素2 水平，共8 個(gè)處理，每個(gè)處理4 次重復(fù)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)列于表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) Table 1 Experimental design

試驗(yàn)區(qū)域共設(shè)32 個(gè)小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)2 m，寬1 m，小區(qū)面積2 m2。小區(qū)內(nèi)起壟種植番茄，壟高10 cm，每壟定植6 株，株距33 cm。小區(qū)內(nèi)采用地下滴灌供水方式，滴灌帶型號(hào)為JOHN DEERE，埋深為15 cm，直徑為16 mm，壁厚為0.6 mm，滴頭額定流量為1.2 L/h，滴頭間距為33 cm，額定工作壓力為0.10 MPa。植株距離滴頭10 cm，平行于滴灌帶種植。

1.4 試驗(yàn)管理

番茄于4 葉1 心至5 葉1 心時(shí)移栽。移栽當(dāng)天澆透底水，移植后10 d 覆膜，株高30～40 cm 時(shí)吊蔓，三穗果時(shí)打頂。番茄生育期共計(jì)124 d，生育期劃分詳見(jiàn)表2，移栽后天數(shù)用DAT 表示。

表2 番茄生育期劃分 Table 2 Duration of tomato growth period

水肥氣耦合滴灌所施用的肥料為全水溶型肥料施樂(lè)多（硝態(tài)氮-7.1%，銨態(tài)氮-1.1%，脲態(tài)氮-6.9%，P2O5-15%，K2O-30%，螯合態(tài)微量元素Fe-0.1%，Mn-0.05%，Zn-0.15%，Cu-0.05%，Mo-0.05%，B-0.1%，中國(guó)康拓肥料有限公司）。利用施肥器將水溶肥摻入水流，在制水罐中混勻，通過(guò)地下滴灌系統(tǒng)供水，分別于移植44和65 d等量施入，N1處理施純氮135 kg/hm2，N2處理施純氮180 kg/hm2；常規(guī)滴灌利用首部供水裝置進(jìn)行供水；曝氣滴灌處理利用文丘里空氣射流器（Mazzei air injector 684，美國(guó)Mazzei Corp公司）進(jìn)行曝氣。試驗(yàn)中利用儲(chǔ)水管路、循環(huán)泵、文丘里空氣射流器等設(shè)備制得摻氣比率約為15%的摻氣水（曝氣20 min）[11]，通過(guò)地下滴灌系統(tǒng)供水。各小區(qū)分別供水，供水壓力為0.10 MPa，采用滴水計(jì)量器計(jì)量灌水量。試驗(yàn)中灌水下限根據(jù)距離植株徑向10 cm、縱向20 cm埋深處的張力計(jì)（12型分體式張力計(jì)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所）：土壤基質(zhì)勢(shì)下限控制在（-30±5）kPa，結(jié)合埋深20 cm土壤濕度監(jiān)測(cè)結(jié)果確定[12]。灌水量計(jì)算式[13]為：

式中：W 為各處理每次的灌水量（mm）；A 為小區(qū)控制面積（2 m2）；EP為1 個(gè)灌水周期內(nèi)Φ601 蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量（mm）；KP為蒸發(fā)皿系數(shù)，W1 處理取0.6，W2 處理取0.9。灌溉時(shí)間及灌水量見(jiàn)表3。

表3 生育期內(nèi)灌水量 Table 3 Irrigation volume during crop growing season mm

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.5.1 土壤水分飽和度

于番茄果實(shí)膨大期選擇2 個(gè)連續(xù)的灌水周期監(jiān)測(cè)，利用土壤濕度記錄儀（FDS-100，邯鄲市清勝電子科技有限公司）測(cè)定土深20 cm 處土層含水率，水分傳感器埋設(shè)于相鄰2 株作物中間。土壤水分飽和度（percentage saturation of soil water，P）計(jì)算式[14]為：

式中：P 為土壤水分飽和度（%）；θm為土壤質(zhì)量含水率（%）；ρb為土壤體積質(zhì)量（g/cm3）；ρs為土壤比重（g/cm3）。

1.5.2 土壤氧氣擴(kuò)散速率和氧化還原電位

土壤通氣性指標(biāo)的測(cè)定時(shí)間與土壤水分飽和度相同。試驗(yàn)中利用多功能氧化還原電位測(cè)量?jī)x（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司，中國(guó)）測(cè)定土壤氧氣擴(kuò)散速率（oxygen diffusion rate，ODR）和氧化還原電位（oxidation-reduction potential，Eh）。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)，研究中氧化還原電位測(cè)量?jī)x探頭埋深選擇20 cm。

1.5.3 土壤礦質(zhì)氮

分別于施肥前后及生育期末采集土壤樣品，試驗(yàn)中分別于移栽后36、47、61、66、120 d 取土。取土深度為0～20 cm，取樣后將樣品混勻，立即放于4 ℃冰箱保存1～3 d[15]。測(cè)定時(shí)取出土樣，利用2 mol/L KCL 溶液浸提，根據(jù)浸提液中的礦質(zhì)氮濃度情況，稀釋5～10 倍數(shù)后，利用紫外分光光度法測(cè)定溶液中的硝態(tài)氮，利用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定溶液中的銨態(tài)氮。土壤礦質(zhì)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算式[14]為：

式中：M 為土壤礦質(zhì)氮（NO3--N、NH4+-N）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg/kg）；C 為樣品測(cè)定的礦質(zhì)氮溶液質(zhì)量濃度（mg/L）；V 為樣品提取液的體積（mL）；m 為樣品質(zhì)量（g）；K 為稀釋倍數(shù)。

1.5.4 根系指標(biāo)及產(chǎn)量

番茄收獲當(dāng)天挖取番茄根系，沖洗干凈后，用吸水紙吸干根系表面水分，稱量鮮質(zhì)量。用直尺測(cè)記根系的最大長(zhǎng)度；依據(jù)TTC 法測(cè)根系活力[16]。將番茄地上部和洗滌干凈的根系放入烘箱中在105 ℃殺青20 min 后，調(diào)節(jié)溫度至70 ℃烘干72 h，稱取干質(zhì)量。采用電子天平稱量番茄產(chǎn)量，精度為0.01 g。

1.5.5 水氮利用

灌溉水利用效率（Irrigation water use efficiency，IWUE）計(jì)算式[17]為： 式中：IWUE 為灌溉水利用效率（kg/m3）；Y 為作物產(chǎn)量（kg/hm2）；I 為生育期內(nèi)灌水總量（mm）；10為單位換算系數(shù)。

利用凱氏定氮法測(cè)定植株全氮[7]，作物氮素吸收利用效率（Nitrogen uptake and utilization efficiency，UPEN）計(jì)算式[18]為：

式中：UPEN為氮素吸收利用效率（kg/kg）；AN為植株總氮吸收量（kg/hm2）；UN為施氮量（kg/hm2）。 1.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2013 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，通過(guò)SPSS 22.0 軟件Fisher LSD 方法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥氣耦合滴灌對(duì)土壤通氣性指標(biāo)的影響

2.1.1 對(duì)土壤水分飽和度的影響

圖1 為2 個(gè)連續(xù)灌水周期土壤水分飽和度的變化動(dòng)態(tài)，箭頭代表灌水事件，下同。由于施氮量對(duì)土壤水分飽和度無(wú)顯著影響，故選擇常氮施肥水平進(jìn)行說(shuō)明。由圖1 可知，不同處理的土壤水分飽和度變化動(dòng)態(tài)基本一致，灌水后土壤水分飽和度迅速上升，而后迅速下降至60%以下。比較2 個(gè)灌水周期土壤水分飽和度均值發(fā)現(xiàn)，低水量和高水量處理下，曝氣滴灌處理的土壤水分飽和度均值較常規(guī)滴灌分別平均降低2.4%和5.5%；常規(guī)滴灌和曝氣滴灌處理下，高水量處理的土壤水分飽和度均值較低水量處理分別平均增加10.3%和6.8%。

圖1 不同處理土壤水分飽和度的變化動(dòng)態(tài) Fig.1 Dynamics of percentage saturation of soil water under different treatments

2.1.2 對(duì)土壤ODR 和Eh 的影響

圖2 為連續(xù)2 個(gè)灌水周期內(nèi)土壤ODR 和Eh 的時(shí)間動(dòng)態(tài)。由圖2 可知，不同處理的ODR 和Eh 變化趨勢(shì)相同，灌水后ODR 和Eh 值迅速下降，之后逐漸上升趨于平穩(wěn)。本試驗(yàn)條件下，不同施氮水平對(duì)土壤ODR 和Eh 無(wú)顯著影響。低水量和高水量處理下，曝氣處理的土壤ODR 均值較常規(guī)滴灌分別增加1.3%和14.9%；常規(guī)滴灌下，高水量處理的土壤ODR 均值較低水量處理降低6.4%。比較2 個(gè)灌水周期Eh 均值發(fā)現(xiàn)，低水量處理下，曝氣處理的Eh 均值較常規(guī)滴灌增加6.0%，高水量處理下，曝氣處理的Eh 均值較常規(guī)滴灌增加8.2%；常規(guī)滴灌處理下，高水量處理的Eh 均值較低水量處理分別降低4.7%。曝氣處理下，高水量處理的Eh 均值較低水量處理增加9.7%。說(shuō)明高水量曝氣滴灌處理更有利于改善土壤通氣性。

2.2 對(duì)土壤礦質(zhì)氮量的影響

不同處理土壤礦質(zhì)氮量變化見(jiàn)圖3。由表4 結(jié)果可知，單因素作用中，曝氣滴灌處理土壤NO3--N 量較相應(yīng)常規(guī)滴灌處理平均降低21.4%（P<0.05）；高水量處理土壤NO3--N 量下降，較相應(yīng)低水量處理平均降低22.7%（P<0.05）；常氮處理提高土壤NO3--N量，較相應(yīng)低氮處理平均增加29.0%（P<0.05）。

曝氣滴灌處理土壤NH4+-N 量下降，較各自常規(guī)滴灌處理平均降低15.5%（P<0.05）；高水量處理土壤NH4+-N 量下降，較相應(yīng)低水量處理平均降低14.7%（P<0.05）。常氮處理提高了土壤NH4+-N 量，較相應(yīng)低氮處理平均增加17.8%（P<0.05）。

灌水量、摻氣量和施氮量三因素互作對(duì)土壤NO3--N 和NH4+-N 量有顯著影響（P<0.05）。

表4 不同處理土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮量 Table 4 Soil NO3--N and NH4+-N content under different treatments

2.3 水肥氣耦合滴灌對(duì)番茄產(chǎn)量及水氮利用影響

2.3.1 對(duì)根系生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

由圖4 可知，摻氣量、灌水量和施氮量的增加可有效提高番茄根系活力。與常規(guī)滴灌相比，曝氣滴灌番茄根系活力平均增加11.6%（P<0.05）；與低水量處理相比，高水量處理番茄根系活力平均增加25.2%（P<0.05）；常氮處理番茄根系活力較低氮處理平均增加29.0%（P<0.05）。

產(chǎn)量和地下部干質(zhì)量是反映作物物質(zhì)積累的重要指標(biāo)，根系最大長(zhǎng)度可在一定程度上反映根系的延伸區(qū)域。表5 結(jié)果表明，單因素作用中，曝氣處理可提高番茄產(chǎn)量，較相應(yīng)常規(guī)滴灌平均增幅 22.9%（P<0.05）；高水量處理提高了番茄產(chǎn)量，較相應(yīng)低水量處理平均增幅41.2%（P<0.05）；常氮處理提高了番茄產(chǎn)量，較相應(yīng)低氮處理增加35.2%、45.0%、38.9%和44.4%（P<0.05），平均增幅40.9%。曝氣處理促進(jìn)了地下部干物質(zhì)積累，較相應(yīng)常規(guī)滴灌處理平均提高14.9%（P<0.05）；高水量處理地下部干質(zhì)量較相應(yīng)低水量處理平均提高17.2%（P<0.05）；與低氮處理相比，常氮處理地下部干質(zhì)量平均提高40.2%（P<0.05）。曝氣處理提高番茄最大根長(zhǎng)，較相應(yīng)常規(guī)滴灌處理平均提高31.3%（P<0.05）；高水量處理番茄最大根長(zhǎng)較相應(yīng)低水量處理平均提高28.8%（P<0.05）；與低氮處理相比，常氮處理促進(jìn)番茄最大根長(zhǎng)，平均增幅13.2%。

圖2 不同處理土壤ODR 和Eh 的變化動(dòng)態(tài) Fig.2 Dynamics of oxygen diffusion rate (ODR) and oxidation-reduction Potential (Eh) of soils under different treatments

圖3 不同處理土壤礦質(zhì)氮變化動(dòng)態(tài) Fig.3 Dynamics of mineral nitrogen of soils under different treatments

圖4 不同處理番茄根系活力 Fig.4 Root activity of tomato under different treatments

兩因素交互作用中，施氮量與摻氣量、施氮量與灌水量對(duì)番茄產(chǎn)量、地上部干質(zhì)量有極顯著影響（P<0.01）；施氮量與灌水量對(duì)最大根長(zhǎng)有極顯著影響（P<0.01），摻氣量與灌水量對(duì)最大根長(zhǎng)有顯著影響（P<0.05）。

2.3.2 對(duì)水氮利用的影響

由表6 結(jié)果可知，單因素作用中，灌水量、施氮量和摻氣量影響作物灌溉水利用效率。高水量處理降低番茄IWUE，較相應(yīng)低水量處理平均降低6.7%；常氮處理提高番茄IWUE，較相應(yīng)低氮處理平均提高40.9%（P<0.05）；曝氣處理提高了番茄IWUE，較相應(yīng)常規(guī)滴灌處理平均提高22.9%（P<0.05）。

灌水量、施氮量和摻氣量同樣影響作物氮素吸收利用效率。高水量處理提高番茄UPEN，較相應(yīng)低水量處理平均提高13.6%（P<0.05）；常氮處理提高番茄UPEN，較相應(yīng)低氮處理平均提高12.7%（P<0.05）；曝氣處理提高番茄UPEN，較相應(yīng)常規(guī)滴灌處理平均提高12.4%（P<0.05）。

表5 不同處理番茄生物量及最大根長(zhǎng) Table 5 Biomass and maximum root length of tomato under different treatments

表6 不同處理的灌溉水利用效率和氮素吸收利用效率 Tab.6 IWUE and UPEN under different treatments

兩因素交互作用中，施氮量與摻氣量對(duì)灌溉水利用效率有極顯著影響（P<0.01）；施氮量與灌水量對(duì)氮素吸收利用效率有顯著影響（P<0.05）。

3 討 論

3.1 水肥氣耦合滴灌對(duì)溫室番茄土壤通氣性影響

通常，土壤通氣性的具體指標(biāo)包括土壤充氣孔隙度、土壤氧氣濃度、土壤氧氣擴(kuò)散速率、土壤透氣性等。土壤總孔隙度由土壤充氣孔隙度與水分飽和度構(gòu)成，滴灌過(guò)程中灌溉水滲入驅(qū)替了土壤孔隙中的空氣，導(dǎo)致充氣孔隙度的減小與水分飽和度的增大[19]。土壤水分經(jīng)水平擴(kuò)散、垂直入滲和被植物吸收等途徑逐漸散失，土壤水分飽和度逐漸下降。上述過(guò)程中，在土壤水分飽和度逐漸增大的階段由于土壤孔隙逐漸被灌溉水體占據(jù)，土壤通氣性降低，導(dǎo)致ODR 和Eh值降低；在水分飽和度逐漸下降的階段由于土壤孔隙水經(jīng)各種途徑散失，空氣逐漸進(jìn)入土壤孔隙，氣體交換頻繁，造成ODR 和Eh 值增大[20]。本試驗(yàn)條件下，不同施氮水平對(duì)土壤ODR 和Eh 無(wú)顯著影響，試驗(yàn)中呈現(xiàn)曝氣處理ODR 和Eh 均值高于常規(guī)滴灌處理，而常規(guī)滴灌下，高水量處理的ODR、Eh 均值較低水量處理低?？赡苁且?yàn)椋貧馓幚硐?，高摻氣率的灌溉水進(jìn)入土壤孔隙后釋放出O2造成一定時(shí)間內(nèi)ODR 和Eh 值較高，與臧明等[21]關(guān)于高灌水量下增氧處理的氧氣擴(kuò)散速率、氧化還原電位均有顯著增強(qiáng)結(jié)論一致。而在常規(guī)滴灌下，低水量處理土壤水分飽和度下降快，空氣更易進(jìn)入土壤孔隙，導(dǎo)致低水量處理ODR 和Eh均值高于高水量處理。

3.2 土壤通氣性的改善對(duì)作物產(chǎn)量及水氮利用特性的影響

以往研究表明，灌水量和施氮量是影響作物產(chǎn)量的重要因素[8]。本試驗(yàn)也證實(shí)了增加灌水量和施氮量對(duì)番茄產(chǎn)量等指標(biāo)提升明顯。除灌水量和施氮量因素外，摻氣量也是影響產(chǎn)量的重要因素。本研究結(jié)果表明，曝氣滴灌增大了土壤ODR、Eh 值，說(shuō)明曝氣滴灌改善了因灌溉造成的局部缺氧環(huán)境，提高了根區(qū)氧氣量，從而利于根系有氧呼吸和根系活力的增強(qiáng)。地上部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸送依賴于適宜的根區(qū)環(huán)境和強(qiáng)壯的根系，為根系生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收提供了良好的環(huán)境。通氣性改善后根系可從土壤中吸收更多的水分養(yǎng)分輸送到地上部分，為地上部分的生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的營(yíng)養(yǎng)條件，最終提高作物產(chǎn)量。

根系是作物吸收水肥的器官，已有研究證實(shí)旱作農(nóng)田下增加灌水量和摻氣量有利于根系生長(zhǎng)，而根系的良好發(fā)育有助于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用[3,8]，試驗(yàn)表明，摻氣量的增加提高了番茄根系活力及灌溉水利用效率和氮素吸收利用效率。在適宜時(shí)期補(bǔ)充灌水可有效促進(jìn)作物對(duì)土壤氮素的吸收及其從營(yíng)養(yǎng)器官向果實(shí)轉(zhuǎn)移[22]，故試驗(yàn)中灌水量的增大提高了作物氮素吸收利用效率。

水肥氣耦合滴灌在補(bǔ)水的同時(shí)補(bǔ)肥。隨著施肥量的增加，土壤硝態(tài)氮量增大，且主要分布在0～40 cm的土層[23]。土壤銨態(tài)氮量也迅速上升，之后隨著氮素通過(guò)淋溶、NH3揮發(fā)等途徑損失和被作物吸收利用，土壤礦質(zhì)氮量逐漸降低[24]。本試驗(yàn)表明，曝氣條件下灌水量增大可降低土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮量，施氮量的增大增加了土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮量，有利于提高作物氮素的吸收效率。本試驗(yàn)只在摻氣率為15%的情況下進(jìn)行，未對(duì)高于15%的情況進(jìn)行研究，今后將展開(kāi)此方面的研究。

4 結(jié) 論

1）曝氣滴灌可有效改善土壤通氣性。高水量條件下曝氣處理的土壤水分飽和度有所降低，氧氣擴(kuò)散速率、氧化還原電位均明顯增大。

2）灌水量、施氮量和摻氣量影響作物IWUE 和UPEN。灌水量的增加降低了IWUE，施氮量的增加增大了IWUE，曝氣處理增大了IWUE；灌水量的增加增大了UPEN，施氮量的增加增大了UPEN，曝氣處理增大了UPEN。

3）灌水量、施氮量和摻氣量影響作物產(chǎn)量。曝氣處理提高番茄產(chǎn)量；灌水量的增加提高了番茄產(chǎn)量；施氮量的增加提高了番茄產(chǎn)量。

綜合分析番茄根系生長(zhǎng)和IWUE、UPEN等指標(biāo)，常氮曝氣高水量處理是溫室番茄適宜的水肥氣組合方案，相應(yīng)施氮量為180 kg/hm2，灌水量為1 237 m3/hm2，摻氣率為15%。