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水肥耦合效应研究综述

摘要土壤水分与肥料是农业生产的两大因素，两者具有协同效应，增水能够

增加肥料的增产效应，增肥能够增加灌水的增产效应，两者既相互制约又相互协

调促进。在农业生产中，只有合理匹配水肥因子，才能起到以肥调水、以水促肥，

并充分发挥水肥因子的整体增产作用。研究水肥耦合效应，对提高肥料和水分利

用效率、提高农业生产的经济效益和生态效益、保障农业可持续发展有着重要的

意义。

关键词以肥调水；以水促肥；水肥耦合

1水肥耦合概念及机理

农业生产中水分和养分（肥料）是影响作物生长的两个重要环境因子，水肥

之间的关系相当复杂。在农田系统中，水分与养分之间、各养分之间以及作物与

水肥之间都具有相互激励与拮抗的动态平衡关系。

水肥耦合则是指农田生态系统中，水分和肥料二因素或水分与肥料中的氮、

磷、钾等因素之间的相互作用对作物生长的影响及其利用效率，也可以理解为在

农业生态系统中，水与土壤矿质元素这两个体系融为一体，互相影响、相互作用，

对植物的生长发育产生的现象或结果。水肥耦合技术则是在考虑水分和养分对作

物生长的影响，在不同水分、养分基础条件下，所使用的因水施肥、以水定肥、

以肥调水等技术。

水肥是影响作物产量的两个重要因子，在育种技术、耕作技术、栽培技术等

的基础上，合理的灌溉与施肥是作物增产的主要途径之一。从水、肥对作物的生

理生长影响过程来看，这两个因子在很大程度上既相互制约，又互相影响，水分

不足影响作物根系对肥料的吸收，并直接影响作物的的产量；养分不足则同样限

制作物对水分的充分利用并降低作物产量。增水能促进肥料的增产效应；增肥可

明显改善旱作物叶片水分状况，增加光合速率、延缓叶片衰老，有利于作物后期

维持一定的光合面积和作用时间，减小了土壤水分不足对产量的影响。

在实际农业生产中研究和发展水肥耦合机理及其技术，对节约并高效利用有

限的农业水资源对农业可持续发展具有重要意义。只有合理匹配水肥因子，才能

起到以肥调水、以水促肥，达到水分和养分的高效利用，并充分发挥水肥因子的

整体增产

作用。

2研究进展

Viets指出，因为水分的有效性影响着土壤微生物、物理及植物生理过程，

土壤中水分与养分之间的关系复杂而密切。Lahiri认为，在土壤干旱状况下施用

氮肥有效促进了农作物对土壤深层水分的利用并提高产量。Begg和Bhan等认为

在土壤水分有限条件下增施氮肥可能会使作物水分胁迫加重，对产量造成不利影

响。还有研究表明，养分和水分合理配合能有效提高水肥资源的利

用率。

我国自1991年以对将旱地农田水肥交互作用与耦合模型研究作为重点项目

进行研究，通过多学科、多专业联合攻关，取得了许多重要成果，在一些实际应

用领域获得了突破性进展。明确水肥有效供应的动力学特征和水肥耦合效应对产

量影响的区域变异，建立水肥效应模型。

唐新莲等研究了施氮量和土壤水分对菜心产量和品质的影响，结果表明，在

同一水分处理条件下，不同施氮处理的菜心产量存在显著差异；赵义涛等研究了

水肥耦合效应对辣椒保护地土壤水分变化和灌溉水利用率的影响；贾彩建等对滴

灌施肥进行了研究，试验表明，采用滴灌施肥能有效节水28.9%-31.0%，节肥

17.9%-58.9%，通过滴灌施肥产量达到94860.0kg/hm2，比对照增产20.8%，同

时有效提高了产品的品质；梁运江等研究了定额灌水、氮肥、磷肥对保护辣椒植

株生长发育的影响，结果表明，对辣椒生育性状和产量影响最大的因子是灌水，

其次是P和N，灌水和P的交互作用显著影响了分枝数和茎粗；不同土壤含水量

对日光温室黄瓜的生理特性影响；陈碧华等研究了水肥耦合条件对番茄硝酸盐含

量的影响，结果表明，边际硝酸盐含量随水分增加而减少，随着施肥量的提高而

增加；陈修斌等研究了灌水量、氮肥、钾肥的耦合效应对番茄的影响，建立了水

肥因子与产量的数学回归模型，也研究了灌水量、N、K的耦合效应对西葫芦产

量的影响，建立了西葫芦产量对水肥因子的数学回归模型；张璐等通过对辽西半

干旱地区丰水年与平水年的水肥交互效应进行估算发现，在该地区水肥交互作用

显著，在施用有机肥的情况下，水肥交互作用有所降低；刘思春等对不同肥力水

平下土壤-植物-大气连续系统水势温度效应进行研究表明，施用化肥和有机肥可

提高土壤肥力，明显提高植株水势，并且随着土壤肥力提高，植物水的有效性随

即增加。上官周平等在对旱作农田冬小麦水肥耦合增产效应进行研究后指