摘要：綜述了水肥耦合效應(yīng)的概念、類型以及水肥耦合對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)及各元素代謝的影響等方面的研究進(jìn)展，并對(duì)水肥耦合效應(yīng)的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

　　關(guān)鍵詞：水肥耦合；作物；影響；概念

　　中圖分類號(hào) S365 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2014）05-0233-02

　　我國(guó)水資源緊缺，總水量?jī)H占世界的6%，人均持水量?jī)H為世界平均水平的1/4。當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展方式粗放、資源消耗過(guò)大，尤其是水、肥資源消耗巨大，導(dǎo)致資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
　　水、肥、氣、熱是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的主要因素，而在上述4個(gè)因素中水與肥占主要作用。大量研究證明：水分和養(yǎng)分的結(jié)合能有效提高水肥利用率。有效施肥可促進(jìn)作物對(duì)水分的利用率，還可提高作物的產(chǎn)量，而且對(duì)其品質(zhì)也有明顯的影響。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以通過(guò)調(diào)節(jié)水肥達(dá)到增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的目的。這也就是俗話說(shuō)的“有收無(wú)收在于水、收多收少在于肥”。大部分農(nóng)民受這一傳統(tǒng)觀念的影響，認(rèn)為大量施用化肥可以增加作物的產(chǎn)量，非但沒(méi)有收到預(yù)期的效果，反而易造成環(huán)境污染。如何有效利用有限的水資源，并將生產(chǎn)成本降到最低，是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長(zhǎng)期需要研究解決的問(wèn)題。適宜的水分條件以及合適的施肥量是農(nóng)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基本保證，養(yǎng)分的缺乏，水分的脅迫作用，以及二者的同時(shí)缺乏都不利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，解決我國(guó)農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，就要研究如何在有限的水資源條件下，合理施用肥料，達(dá)到“以水促肥，以肥促水”的效果。
　　1 水肥耦合效應(yīng)的概念及其類型
　　“耦”者，二為耦，二人耕為耦，二伐為耦等，“合”者，合而為一。在“土壤—植物—大氣”系統(tǒng)中水肥耦合效應(yīng)表現(xiàn)為2個(gè)因素或2個(gè)以上因素對(duì)植物生育的相互促進(jìn)或相互制約作用。水肥耦合效應(yīng)是指在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中土壤礦質(zhì)元素系統(tǒng)與水系統(tǒng)中最佳組合而產(chǎn)生優(yōu)化產(chǎn)量、質(zhì)量等現(xiàn)象。它是20世紀(jì)80年代提出的田間水肥管理的新觀念，水肥耦合可發(fā)生3種現(xiàn)象，即水肥協(xié)同效應(yīng)、疊加作用和拮抗作用。
　　水肥協(xié)同效應(yīng)也稱耦合正效應(yīng)，即2個(gè)體系或2個(gè)以上體系相互作用、相互影響、相互促進(jìn)，故多因素的協(xié)同效應(yīng)大于各自效應(yīng)之和。拮抗作用也稱耦合負(fù)效應(yīng)，是指2個(gè)體系或2個(gè)以上體系相互制約、相互抵消或者1個(gè)體系中各因素之間相互抵消，故各因素的綜合效應(yīng)應(yīng)小于各個(gè)因素效應(yīng)之和。疊加效應(yīng)是指2個(gè)體系或2個(gè)以上體系的作用等于各自體系效應(yīng)之和，體系之間無(wú)耦合效應(yīng)，則稱為疊加效應(yīng)。人們?cè)陂L(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理，其目的是要利用各個(gè)因素的耦合作用，創(chuàng)建植物和諧統(tǒng)一的關(guān)系，進(jìn)而達(dá)到協(xié)同效應(yīng)，從而生產(chǎn)出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。因此，，在農(nóng)田土壤系統(tǒng)中，土壤是溶劑，肥料多為溶質(zhì)，各種植物所需的養(yǎng)分物質(zhì)通過(guò)土壤礦化分解，轉(zhuǎn)而發(fā)生耦合作用。
　　2 水肥耦合對(duì)作物的影響
　　2.1 水肥耦合對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響
　　水肥對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育起著至關(guān)重要的作用，肥能夠提供植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，水則作為作物的營(yíng)養(yǎng)元素和血液。很多學(xué)者一直致力于研究水肥耦合對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育的影響。
　　陳碧華等研究了番茄生長(zhǎng)發(fā)育情況，結(jié)果表明，番茄植株的一些生物學(xué)性狀與灌水量和肥料施用量之間呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，并且肥料施用量對(duì)植株的生物學(xué)性狀的影響大于灌水量的影響。華元?jiǎng)偟妊芯勘砻鳎涸诘⒘追适┯眠m宜的情況下，很好地促進(jìn)了橡膠樹(shù)根系在0～20 cm土層的生長(zhǎng)；施用氮肥過(guò)量時(shí)，處于深層土壤的根系比重增大；土壤含水量稍少時(shí)，能使橡膠樹(shù)的根系向深層土壤生長(zhǎng)。薛 濤等研究了水肥耦合對(duì)向日葵生長(zhǎng)發(fā)育的影響，結(jié)果表明：在向日葵生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中水分是重要的制約因素。李 邵等研究表明：黃瓜的生長(zhǎng)情況對(duì)水肥反應(yīng)很大。黃瓜植株的水肥供給直接影響其株高與葉片的變化。梁運(yùn)江等研究表明：灌水是影響辣椒生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的最重要的因素，同時(shí)水磷耦合對(duì)辣椒的植株粗細(xì)和分蘗數(shù)也有顯著影響。李法云等的研究表明：春小麥在生育前期，施氮量的多少影響其植株高度和葉面積指數(shù)，而灌水量的多少對(duì)植株高度影響不顯著；氮、磷配合施用時(shí)對(duì)春小麥葉面積和植株高度有顯著影響。李開(kāi)峰等對(duì)冬小麥的研究表明：不同水肥耦合對(duì)冬小麥的葉面積、植株高度及產(chǎn)量的影響很大，上干下濕的濕潤(rùn)方式和下層施肥方式對(duì)冬小麥的葉面積、植株高度和產(chǎn)量有不同程度的降低作用�？浊迦A等通過(guò)大田試驗(yàn)，比較了地下滴灌與地表滴灌及其不同施肥量對(duì)青椒生長(zhǎng)的響應(yīng)，研究表明地下灌水及合理施用肥料可以促進(jìn)青椒根系向土壤深層生長(zhǎng)，但隨著土壤中氮濃度的增加，反而不利于青椒根系的生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)根系的生長(zhǎng)也表現(xiàn)出抑制性。韓曉增等研究了水氮耦合對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育的影響，結(jié)果表明：在土壤水分略旱條件下，導(dǎo)致各生育時(shí)段的光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率降低，增施氮肥可以調(diào)節(jié)水分對(duì)光合速率的作用，同時(shí)提高蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度，增強(qiáng)對(duì)逆境脅迫的適應(yīng)能力；在土壤水分充足條件下可以提高光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率，但隨著生育期的推進(jìn)而遞減，增施氮肥可以提高光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率，對(duì)大豆產(chǎn)量形成有利；在土壤水分特旱條件下，光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率降低，增施氮肥不能對(duì)大豆起到調(diào)節(jié)作用，而土壤恢復(fù)適宜水分后，氮肥對(duì)大豆受旱恢復(fù)生長(zhǎng)的速度起到一定的調(diào)節(jié)作用。
　　2.2 水肥耦合對(duì)作物品質(zhì)的影響
　　水肥耦合對(duì)農(nóng)作物的品質(zhì)也存在很大的影響。許廣波等研究表明：施磷、氮及灌水對(duì)辣椒VC含量的影響呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)，而氮磷肥的施用量對(duì)辣椒VC的含量作用相同。汪玉磊等研究了水肥對(duì)冬小麥蛋白質(zhì)含量的影響，結(jié)果表明：冬小麥中蛋白質(zhì)與灌水量之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，在灌水量嚴(yán)重缺乏時(shí)，與其他處理相比蛋白質(zhì)的含量最高。灌水量適宜時(shí)，蛋白質(zhì)的含量無(wú)明顯差異；當(dāng)施氮量達(dá)到一定量后，冬小麥的籽粒蛋白含量隨著施氮量的增加而增加。趙 靜等研究了控釋肥與水分耦合對(duì)紅麗海棠品質(zhì)及樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)狀況的影響，研究結(jié)果表明：包膜水肥耦合能夠明顯促進(jìn)紅麗海棠的生長(zhǎng)，增加花朵中的花色苷含量，提高果實(shí)品質(zhì)以及葉片中的氮、磷、鉀含量，而包膜控釋肥與適量的水分協(xié)調(diào)效果更佳。汪瑞清等研究了水肥耦合對(duì)臍橙品質(zhì)的影響，研究表明：可溶性固形物及總糖的含量在干旱區(qū)與施入有機(jī)肥的比例有關(guān)，且隨著有機(jī)肥比例的高低可溶性固形物及總糖的含量升高或者降低，而在非干旱區(qū)可溶性固形物及總糖的含量與有機(jī)肥比例的高低呈相反的趨勢(shì)。代曉華等研究了水肥耦合對(duì)玉米品質(zhì)的影響，研究表明：定量灌水能增加玉米干物質(zhì)的積累。水分嚴(yán)重缺乏時(shí)，干物質(zhì)的積累變慢。楊 紅等研究了水肥耦合對(duì)辣椒品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：水肥耦合對(duì)辣椒的品質(zhì)有顯著的影響，施氮處于中等水平時(shí)辣椒中VC含量有所提高，當(dāng)施氮量過(guò)多時(shí)，辣椒中VC含量反而下降。氮、磷、鉀施肥量增加以及灌水次數(shù)適當(dāng)增加時(shí)，可顯著改善辣椒品質(zhì)。