王森 唐蛟 王曉森

摘要：隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化的不斷發(fā)展，滴灌技術(shù)作為一種新型的節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中逐步取代傳統(tǒng)灌溉技術(shù)，成為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水分高效利用的有效途徑。目前滴灌技術(shù)呈現(xiàn)多樣化發(fā)展并在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行完善與創(chuàng)新，多種節(jié)水高效的灌水技術(shù)，如納米灌氣滴灌技術(shù)、膜下滴灌技術(shù)等被廣泛推廣和應(yīng)用。而加氣滴灌是近年來出現(xiàn)的水肥氣一體化滴灌方法，通過地下加氣解決滴灌造成的根系缺氧問題，實(shí)現(xiàn)根域氣體環(huán)境的優(yōu)化，不僅促進(jìn)作物生長(zhǎng)和提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，而且還能達(dá)到節(jié)水、節(jié)能的效果?；诮?0年我國(guó)加氣滴灌技術(shù)的研究，系統(tǒng)論述加氣滴灌技術(shù)對(duì)土壤生理生化性質(zhì)和微生物活動(dòng)、植物生長(zhǎng)發(fā)育和農(nóng)作物品質(zhì)以及農(nóng)田水肥利用的影響，以期為我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源高效利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

關(guān)鍵詞：加氣滴灌;生理生化性質(zhì);生長(zhǎng)發(fā)育;農(nóng)田水肥利用;旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè);高效節(jié)水技術(shù);研究展望

中圖分類號(hào)： S275.4 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）07-0024-04

加氣灌溉是近年來出現(xiàn)的新型滴灌方式，是對(duì)地下滴灌技術(shù)的完善和改進(jìn)。地下滴灌是主要指在灌溉過程中，水分通過在耕作層布設(shè)滴灌毛細(xì)管利用毛細(xì)作用或重力作用擴(kuò)散到整個(gè)植物根系區(qū)域的高效灌溉技術(shù)[1]。雖然地下滴灌可以通過減少蒸發(fā)損失和增大降水捕獲量來提高灌溉水利用效率，但是在灌溉過程中和灌溉后容易降低植物根際土壤空氣含量[2-3]。對(duì)于植物來說，根系需要充足的氧氣通過有氧呼吸滿足植物養(yǎng)分?jǐn)z取和水分吸收，維持自身新陳代謝需要[4]。但是植物根系生長(zhǎng)對(duì)土壤中的氣體，特別是氧氣的濃度特別敏感[5-7]，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行地下滴灌會(huì)影響滴頭附近的土壤物理結(jié)構(gòu)和水力學(xué)特性，形成一個(gè)持續(xù)的濕潤(rùn)鋒，使根際水分長(zhǎng)時(shí)間接近飽和狀態(tài)，造成土壤缺氧[8-9]。土壤中氧氣不足從而影響到根系和土壤呼吸，造成根系呼吸作用受限，影響植物根系水分養(yǎng)分的吸收和向地上部分的傳輸過程，進(jìn)而限制整個(gè)植株的生長(zhǎng)，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致死亡[10-12]。因而，如何改變地下滴灌中根系土壤氣體環(huán)境對(duì)于植物生長(zhǎng)具有重要意義。

21世紀(jì)初，美國(guó)在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中形成了一種新型節(jié)水節(jié)能灌溉技術(shù)——加氣灌溉（aeration underground drip irrigation，簡(jiǎn)稱AUDI）技術(shù)[13]。它可以通過直接向植物根系輸氧的措施來實(shí)現(xiàn)根域氣體環(huán)境的優(yōu)化，作物產(chǎn)量的提高，水分利用效率的改善，土壤中固、液、氣三相比例方面的平衡[14-15]。其基本原理是依靠文丘里管注射器將空氣直接吸入水流中或通過過氧化氫溶液溶解的方法，通過地下滴灌系統(tǒng)將空氣和水流按一定比例混合后，利用重力作用和毛細(xì)作用將水滴緩慢入滲到作物根部的一種灌溉方法[15]。加氣灌溉技術(shù)是對(duì)地下滴灌系統(tǒng)的改進(jìn)和發(fā)展，只須在現(xiàn)有的地下灌溉系統(tǒng)上增加文丘里管注射器等設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)，具有節(jié)水、高效和快速的特點(diǎn)。隨后澳大利亞、加拿大、意大利等國(guó)對(duì)加氣灌溉技術(shù)進(jìn)行了深入研究和推廣，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[16-17]。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，只有加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，才能提高我國(guó)大國(guó)農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和有力保障。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有力保障。隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的逐步重視，我國(guó)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，特別是加氣滴灌技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，一方面解決了制約我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的水資源短缺問題，能夠?qū)崿F(xiàn)水分高效利用，推動(dòng)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，另一方面能迅速提高土壤滲透性，使土壤微生物具有較高的活性，提高土地生產(chǎn)力。最終達(dá)到節(jié)水、增產(chǎn)、提高作物品質(zhì)的目的。國(guó)內(nèi)對(duì)于加氣滴灌的研究起步較晚，但是我國(guó)加氣滴灌技術(shù)推廣發(fā)展迅速，擁有廣闊的應(yīng)用前景。目前研究?jī)?nèi)容主要集中在土壤水分運(yùn)移動(dòng)態(tài)、灌溉模式等方面[18-20]，而加氣滴灌對(duì)于土壤通氣性，作物根系生長(zhǎng)發(fā)育以及植物生理生態(tài)特征的影響研究較少，最近幾年才引起人們的關(guān)注。

本文對(duì)近20年來國(guó)內(nèi)加氣滴灌技術(shù)的研究及其進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)性歸納總結(jié)，主要探討加氣滴灌對(duì)于土壤理化性質(zhì)和微生物活動(dòng)、作物生長(zhǎng)發(fā)育和農(nóng)作物品質(zhì)以及農(nóng)田水肥利用等3個(gè)方面的影響，旨在為我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源高效利用和旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 加氣滴灌對(duì)土壤理化性質(zhì)與微生物活動(dòng)的影響

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作物生長(zhǎng)所需要的大部分養(yǎng)分和水分都是通過土壤獲得的，作物的根系從土壤中吸收無(wú)機(jī)離子合成葉綠素，保證作物光合作用需要[13，21-22]。加氣滴灌技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)灌溉模式漫灌、溝灌造成的水資源浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)于土壤的理化性質(zhì)和微生物活動(dòng)產(chǎn)生積極影響。

1.1 對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

作物的根系是植物進(jìn)行養(yǎng)分和水分吸取的重要場(chǎng)所，加氣滴灌對(duì)植物最直接的影響就是影響根部土壤的生境因子，改變了土壤的通氣性和養(yǎng)分利用能力[23]。傳統(tǒng)灌溉模式降低了土壤的通氣性，容易造成根系缺氧，影響作物正常的呼吸作用及生長(zhǎng)發(fā)育[24]。通過基質(zhì)通氣栽培方法研究不同通氣方式對(duì)基質(zhì)氣體的影響發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行基質(zhì)通氣能顯著改善根際CO2和O2的體積分?jǐn)?shù)[25]。同時(shí)加氧灌溉不僅改善了土壤通氣性，也改變了土壤性質(zhì)。土壤通氣條件良好，有利于土壤有機(jī)質(zhì)快速分解，有利于作物的吸收利用[26]。在溫室小區(qū)種植番茄，進(jìn)行加氣滴灌對(duì)土壤生境因子的影響研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)灌溉方法相比，加氣滴灌處理的平均土壤含水量降低4.0%、平均土壤O2含量增加1.5%、平均土壤溫度增加3.4%、平均土壤硝態(tài)氮含量增加3.7%、平均土壤NH4+-N含量增加10%[27]。通氣處理還能顯著提高基質(zhì)速效養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用基質(zhì)通氣栽培黃瓜發(fā)現(xiàn)，與未通氣處理相比，堿解氮含量提高12.95%～28.87%，速效磷含量提高12.02%～20.46%[28]。

土壤生境因子的變化會(huì)引起土壤中土壤酶活性和微生物活動(dòng)的巨大改變，從而影響農(nóng)田作物的呼吸過程和光合作用[29]。土壤酶是土壤中各種生化反應(yīng)的催化劑，其活性大小是表征土壤熟化程度和肥力水平高低的重要指標(biāo)[30]。土壤酶主要由土壤中微生物和植物根系分泌，植物殘?bào)w和土壤動(dòng)物區(qū)系分解產(chǎn)物也可產(chǎn)生少量土壤酶[31]。土壤中大部分生化反應(yīng)都是在微生物和酶的共同作用下完成的。然而由于設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致土壤孔隙度減小，土壤緊實(shí)度增加，低氧脅迫下引起根系氧供應(yīng)不足，好氧性土壤微生物、土壤動(dòng)物活動(dòng)減緩，進(jìn)而降低土壤酶活性，間接影響到土壤養(yǎng)分循環(huán)和作物對(duì)養(yǎng)分的利用[32]。過氧化氫酶是表征土壤生物特性的重要酶，其活性與土壤呼吸強(qiáng)度和土壤微生物活動(dòng)密切相關(guān)[33]。脲酶也廣泛存在于土壤中，能促進(jìn)尿素水解為氨和二氧化碳，是反映土壤供氮能力與水平的重要指標(biāo)。同時(shí)提高土壤脲酶活性，可為植物提供更多的有效氮源，對(duì)促進(jìn)土壤氮循環(huán)、提高土壤肥力、保障植株正常生長(zhǎng)具有重要意義[34]。土壤酶是土壤質(zhì)量的生物活性指標(biāo)，可以用來評(píng)價(jià)土壤肥力[35]。同時(shí)土壤酶活性是土壤生物活性的總體表現(xiàn)之一，可以反映出土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力的強(qiáng)弱[36]。李元分別研究了加氣滴灌對(duì)盆栽番茄和大棚甜瓜土壤酶活性與微生物數(shù)量的影響，結(jié)果表明過氧化氫酶、脲酶和脫氫酶的活性對(duì)環(huán)境特別敏感，加氣灌溉對(duì)土壤脲酶、過氧化氫酶活性均有顯著影響，能夠提高土壤脲酶、過氧化氫酶的活性[37]。

1.2 對(duì)土壤微生物的影響

土壤微生物是土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的驅(qū)動(dòng)力，直接影響著土壤氧化、硝化、氨化、固氮等過程，促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)的分解和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化[38]。長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行地下滴灌易造成根部缺氧，導(dǎo)致根際好氧性土壤微生物和土壤動(dòng)物活動(dòng)減緩，是限制作物產(chǎn)量的主要因素之一[39]。土壤肥力與微生物數(shù)量有密切關(guān)系。通常土壤微生物數(shù)量越多，微生物活性越高，土壤越肥沃。通過利用空氣壓縮機(jī)為大棚甜瓜根系供氣，研究不同加氣滴灌模式對(duì)大棚甜瓜土壤微生物數(shù)量的影響，發(fā)現(xiàn)不同加氣頻率、灌水上限、滴灌帶埋深對(duì)土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均具有顯著影響，適當(dāng)提高加氣頻率能夠增加土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量[39]。土壤呼吸作用是由土壤微生物異養(yǎng)呼吸和根系自養(yǎng)呼吸綜合產(chǎn)生的[40]。因此有研究人員提出未來土壤呼吸研究應(yīng)注重于土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用的相互作用[41]。朱艷等研究加氣灌溉對(duì)溫室條件下種植番茄土壤中主要微生物數(shù)量的影響，結(jié)果都表明，加氣灌溉下的土壤環(huán)境更適宜土壤微生物的生命活動(dòng)，可以顯著提高土壤中細(xì)菌、真菌的數(shù)量[42-43]。

2 加氣滴灌對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和農(nóng)作物品質(zhì)的影響

光合作用是指綠色植物利用光能，把二氧化碳和水合成為貯存能量的有機(jī)物，同時(shí)釋放出氧氣的過程。影響光合作用的因素包括光照、二氧化碳濃度、溫度、水分、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等。任何一種或幾種因素的改變都將影響植物的光合作用過程[44]。根系是植物進(jìn)行礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收的主要區(qū)域，同時(shí)其呼吸作用是根代謝活動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力，直接控制了礦物質(zhì)的吸收效率和植物光合作用中有機(jī)質(zhì)的積累過程[28]。水肥氣熱是作物生長(zhǎng)的主要環(huán)境要素，通過滴灌系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)直接向作物根區(qū)傳遞肥料、氣體和熱量，精確調(diào)控作物根區(qū)微環(huán)境，對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育和作物品質(zhì)也產(chǎn)生正反饋?zhàn)饔谩?/p>

2.1 加氣滴灌對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響

植物根系生長(zhǎng)與其地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育保持密切聯(lián)系，二者之間相互促進(jìn)，相互影響。通過加氣滴灌技術(shù)對(duì)植物根際進(jìn)行適量通氣增氧，能有效促進(jìn)植株地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育[44]。韓勃研究發(fā)現(xiàn)，適量通氣不僅可以促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)，而且可以促進(jìn)植株分蘗和生物量的積累[45]。李元等以番茄為研究對(duì)象，研究了不同土壤加氣量與加氣深度組合對(duì)番茄光合作用、葉綠素含量、干物質(zhì)積累的影響，發(fā)現(xiàn)加氣處理下葉片凈光合速率高于不加氣處理[46]。趙旭等通過研究番茄基質(zhì)通氣栽培模式的效果發(fā)現(xiàn)，加氣栽培可以顯著改善番茄根系通氣環(huán)境，提高植株的凈光合速率、根系活力和吸收能力[47]。在溫室進(jìn)行藍(lán)莓栽培，加氣滴灌條件下其葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)度明顯增大，葉片胞間CO2摩爾分?jǐn)?shù)大幅減小[48]。實(shí)施加氣滴灌一方面可以提高葉片葉綠素含量和氣孔導(dǎo)度;另一方面進(jìn)行地下加氣滴灌有助于增強(qiáng)有氧呼吸，減弱無(wú)氧呼吸過程，提高根的呼吸效率，有利于礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收和光合速率的提高[48]。同時(shí)大量研究通過對(duì)甜瓜、番茄和黃瓜等進(jìn)行加氣滴灌試驗(yàn)，結(jié)果表明，向植物根部通氣后其形態(tài)指標(biāo)變化顯著，株高生長(zhǎng)速率提高，單葉擴(kuò)展面積增大，葉綠素含量也相應(yīng)地提高，顯著促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高植株的生長(zhǎng)速率[11，16，49-50]。

2.2 加氣滴灌對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.2.1 加氣滴灌對(duì)作物產(chǎn)量的影響 作物產(chǎn)量會(huì)受到光照、溫度、水分、肥料等多種因素的影響，加氣滴灌可以通過改善根系通氣性來增強(qiáng)植物根系有氧呼吸過程，提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[39，45]。通過加氣滴灌對(duì)溫室番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究發(fā)現(xiàn)，向根區(qū)通氣后番茄單株果實(shí)質(zhì)量均高于相同情況下的不加氣處理[51]。此外，劉杰等以小型西瓜為研究對(duì)象進(jìn)行加氣滴灌試驗(yàn)，結(jié)果表明根區(qū)加氣處理對(duì)提高溫室小型西瓜單果質(zhì)量效果顯著，3種加氣頻率處理下平均單果質(zhì)量與不加氣滴灌相比，得到顯著提高[52]。在溫室條件下種植辣椒，利用加氣滴灌可明顯改善粉質(zhì)黏壤土和黏壤土的環(huán)境狀況，提高辣椒產(chǎn)量[53-54]。

2.2.2 加氣滴灌對(duì)作物品質(zhì)的影響 可溶性固形物是糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等多種成分的混合物，反映了果實(shí)總營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，決定了果實(shí)的品質(zhì)。目前加氣滴灌對(duì)植物果實(shí)品質(zhì)影響得到了初步研究，取得了一定的成果。研究人員以甜瓜為對(duì)象，研究加氣頻率和滴灌帶埋深等對(duì)甜瓜品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)加氣處理能夠增加甜瓜果肉厚度、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑，提高可溶性固形物含量、維生素C和可溶性總糖含量[55]。溫改娟等通過研究加氣滴灌頻率和滴頭埋深對(duì)溫室番茄品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)與不加氣處理相比，加氣處理的維生素C含量平均增加1.47%，可溶性固形物含量平均增加1.51%[56]。各研究結(jié)果均表明，加氣滴灌可以改善植物果實(shí)的品質(zhì)，提高維生素C、可溶性固形物和可溶性糖的含量，有利于提高作物品質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益。

3 加氣滴灌對(duì)于農(nóng)業(yè)水肥利用的影響

加氣滴灌通過地下滴灌系統(tǒng)將氧氣或含氧物質(zhì)輸送到作物的根區(qū)，既改善土壤通氣性，滿足根系生長(zhǎng)發(fā)育的需要，又協(xié)調(diào)了土壤水、肥、氣、熱條件，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，在農(nóng)業(yè)水肥高效利用和降低土壤面源污染中發(fā)揮重要作用[57-59]。

3.1 降低水耗，實(shí)現(xiàn)肥料的精確投放

水分利用效率的研究也已成為國(guó)內(nèi)外干旱和半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。采用加氣滴灌技術(shù)通過管道輸水可以減少輸水損失[60]。灌水器埋在地表以下，延緩管材老化速度，除雜、施肥、耕地等日常田間管理更為簡(jiǎn)便。地埋配水設(shè)施還能夠減輕地表徑流，有效防止水分下移，最大限度地降低了表層土壤的含水量，減少了地表的蒸發(fā)損失。同時(shí)通過加氣處理，能夠促進(jìn)植物根系的有氧呼吸作用，提高水分利用效率[61]。

進(jìn)行灌溉和施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的2種基本措施，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一直把增加肥料用量、保證灌溉水量作為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要手段。但是過量灌水和施肥不僅造成水肥資源的浪費(fèi)，而且容易造成土壤板結(jié)和鹽堿化。加氣滴灌進(jìn)行靶向傳輸可以定時(shí)定量地將植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素和農(nóng)藥精確而迅速地輸送到作物根區(qū)。與傳統(tǒng)灌溉方式相比，地下加氣滴灌可以將水肥一起灌施于作物根區(qū)，實(shí)現(xiàn)作物的快速吸收利用，提高肥料的利用效率[62]。

3.2 提高水肥的利用效率，降低面源污染

加氣滴灌可以安全有效地將肥料或農(nóng)藥直接輸送到作物根區(qū)附近，由于植物根區(qū)以下區(qū)域幾乎沒有深層滲漏和可溶性鹽類，因而減少了對(duì)土壤和地下水的污染。相比于傳統(tǒng)的灌溉方式，加氣滴灌對(duì)肥料和農(nóng)藥的控制更加精確，大大降低了由于施用農(nóng)藥化肥不當(dāng)造成面源污染的可能性。

4 研究展望

近年來，我國(guó)在地下加氣滴灌方面有著突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，研究人員通過不斷地調(diào)試試驗(yàn)設(shè)備，完善和改進(jìn)試驗(yàn)方法，針對(duì)不同的作物不同土壤類型開展相應(yīng)的加氣滴灌試驗(yàn)研究，逐步了解和掌握了地下加氣滴灌對(duì)作物影響的機(jī)制，使我國(guó)在加氣滴灌研究和應(yīng)用處于世界領(lǐng)先水平。加氣灌溉通過向作物根區(qū)加氣，可以有效地解決根區(qū)的缺氧問題，能夠促進(jìn)作物吸收土壤養(yǎng)分，增強(qiáng)根系活力，促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)加氣滴灌處理下的作物生長(zhǎng)情況、產(chǎn)量及品質(zhì)明顯優(yōu)于不加氣的常規(guī)灌溉，充分說明了地下加氣滴灌是一種高效的節(jié)水灌溉模式，適合在鹽堿地、黏壤土區(qū)域進(jìn)行大面積農(nóng)業(yè)推廣和應(yīng)用。

加氣滴灌適用于設(shè)施農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)，更適合在大棚和溫室中采用，因此應(yīng)在花卉種植、反季節(jié)蔬菜、藥材等精細(xì)種植方面推廣。目前在加氣滴灌試驗(yàn)中，人們加入的氣體僅限于空氣和氧氣，這樣容易造成作物的營(yíng)養(yǎng)吸收失衡，因此未來研究可以嘗試通入混合氣體，如H2S、N2、CO2等氣體，同時(shí)在水流中添加微量元素，為植物生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造最佳環(huán)境。如何將灌水加氣技術(shù)與最優(yōu)的滴頭埋深和灌水頻率相結(jié)合，是加氣滴灌技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)，而加氣滴灌對(duì)根部土壤環(huán)境的調(diào)控、土壤生理生化特性和作物生理指標(biāo)的影響是今后農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化滴灌技術(shù)研究的一個(gè)重要方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫周平，李天來，范文麗. 根際二氧化碳濃度對(duì)馬鈴薯植株生長(zhǎng)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（11）：93-97.

[2]張東秋，石培禮，張憲洲. 土壤呼吸主要影響因素的研究進(jìn)展[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展，2005，20（7）：778-785.

[3]Silberbush M，Gornat B，Goldberg D. Effect of irrigation from a point source （trickling） on oxygen flux and on root extension in the soil[J]. Plant & Soil，1979，52（4）：507-514.

[4]Mustroph A，Albrecht G. Tolerance of crop plants to oxygen deficiency stress：fermentative activity and photosynthetic capacity of entire seedlings under hypoxia and anoxia[J]. Physiologia Plantarum，2010，117（4）：508-520.

[5]He H，Yi X H. Effect of root zone aeration on the growth of film-mulched tomato in greenhouse[J]. Applied Mechanics and Materials，2014，675/676/677：1087-1090.

[6]Bertrand A，Castonguay Y，Nadeau P，et al. Oxygen deficiency affects carbohydrate reserves in overwintering forage crops[J]. Journal of Experimental Botany，2003，54（388）：1721-1730.

[7]雷宏軍，胡世國(guó)，潘紅衛(wèi)，等. 土壤通氣性與加氧灌溉研究進(jìn)展[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2017，54（2）：297-308.

[8]Bhattarai S P. Yield，water-use efficiencies and root distribution of soybean，chickpea and pumpkin under different subsurface drip irrigation depths and oxygation treatments in vertisols[J]. Irrigation Science，2008，26（5）：439.

[9]Niu W Q，Guo Q，Zhou X B，et al. Effect of aeration and Soil water redistribution on the air permeability under subsurface drip irrigation[J]. Soil Science Society of America Journal，2012，76（3）：815-820.

[10]Vyrlas P，Sakellariou-Makrantonaki M，Kalfountzos D. Aerogation：crop root-zone aeration through subsurface drip irrigation system[J]. WSEAS Transactions on Environment and Development，2014，10：250-255.

[11]李勝利，齊子杰，王建輝，等. 根際通氣環(huán)境對(duì)盆栽黃瓜生長(zhǎng)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，42（3）：280-282，288.

[12]張瑩瑩，孫周平，劉廣晶，等. 根區(qū)通氣方式對(duì)番茄根際氣體環(huán)境及基質(zhì)理化性質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（4）：106-110.

[13]Boru G，Vantoai T，Alves J，et al. Responses of soybean to oxygen deficiency and elevated root‐zone carbon dioxide concentration[J]. Annals of Botany，2003，91（4）：447-453.

[14]Bhattarai S P，Su N H，David J. Oxygenation unlocks yield potentials of crops in oxygen limited soil environments[J]. Advances in Agronomy，2005，5（88）：313-337.

[15]Camp C R. Subsurface drip irrigation：a review[J]. Transactions of the Asae，1998，41（5）：1353-1367.

[16]溫改娟. 溫室番茄加氣灌溉技術(shù)模式研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2013.

[17]Hédi B A，Moncef H，Ahmed S，et al. Assessment of a new approach for systematic subsurface drip irrigation management[J]. International Journal of Agronomy，2017，4：1-7.

[18]Zegbe J A，Behboudian M H，Clothier B E. Partial rootzone drying is a feasible option for irrigating processing tomatoes[J]. Agricultural Water Management，2004，68（3）：195-206.

[19]張魯魯，蔡煥杰，王 健，等. 不同灌水量對(duì)溫室甜瓜生長(zhǎng)和生理特性的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009，27（6）：58-62.

[20]孫周平，郭志敏，劉義玲. 不同通氣方式對(duì)馬鈴薯根際通氣狀況和生長(zhǎng)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，17（4）：125-128.

[21]王 燕，蔡煥杰，陳新明，等. 不同灌水方式下番茄節(jié)水高產(chǎn)機(jī)理研究[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，17（2）：261-265.

[22]Bhattarai S P，Pendergast L，Midmore D J. Root aeration improves yield and water use efficiency of tomato in heavy clay and saline soils[J]. Scientia Horticulturae，2006，108（3）：278-288.

[23]Bhattarai S P，Huber S，Midmore D J. Aerated subsurface irrigation water gives growth and yield benefits to zucchini，vegetable soybean and cotton in heavy clay soils[J]. Annals of Applied Biology，2004，144（3）：285-298.

[24]Sey B K，Manceur A M，Whalen J K，et al. Root-derived respiration and nitrous oxide production as affected by crop phenology and nitrogen fertilization[J]. Plant and Soil，2010，326（1/2）：369-379.

[25]Chen X M，Dhungel J，Bhattarai S P，et al. Impact of oxygenation on soil respiration，yield and water use efficiency of three crop species[J]. Journal of Plant Ecology，2011，4（4）：236-248.

[26]Hank G，William A，Timothy D C. Conditions leading to high CO2 （>5 kPa） in waterlogged-flooded soils and possible effects on root growth and metabolism[J]. Annals of Botany，2006，98（1）：9-32.

[27]Hou H G，Chen H，Cai H J，et al. CO2 and N2O emissions from Lou soils of greenhouse tomato fields under aerated irrigation[J]. Atmospheric Environment，2016，132：69-76.

[28]李天來，陳紅波，孫周平，等. 根際通氣對(duì)基質(zhì)氣體、肥力及黃瓜傷流液的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（11）：301-305.

[29]侯會(huì)靜，陳 慧，蔡煥杰. 加氣灌溉對(duì)部分土壤生境因子的影響[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào)，2016，27（4）：225-228.

[30]周禮愷，張志明，曹承綿. 土壤酶活性的總體在評(píng)價(jià)土壤肥力水平中的作用[J]. 土壤學(xué)報(bào)，1983，20（4）：413-418.

[31]Caldwell B A. Enzyme activities as a component of soil biodiversity：a review[J]. Pedobiologia，2005，49（6）：637-644.

[32]Drew M C. Soil aeration and plant root metabolism[J]. Soil Science，1992，154（4）：259-268.

[33]Trasar-Cepeda C，Camia F，Leirós M C，et al. An improved method to measure catalase activity in soils[J]. Soil Biology & Biochemistry，1999，31（3）：483-485.

[34]劉淑娟，張 偉，王克林，等. 桂西北喀斯特峰叢洼地不同植被演替階段的土壤脲酶活性[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31（19）：5789-5796.

[35]劉善江，夏 雪，陳桂梅，等. 土壤酶的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（21）：1-7.

[36]朱同彬，諸葛玉平，劉少軍，等. 不同水肥條件對(duì)土壤酶活性的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（3）：74-78.

[37]李 元，牛文全，張明智，等. 加氣灌溉對(duì)大棚甜瓜土壤酶活性與微生物數(shù)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2015，46（8）：121-129.

[38]姚槐應(yīng)，黃昌勇. 土壤微生物生態(tài)學(xué)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2006.

[39]Niu W Q，Zang X，Jia Z X，et al. Effects of rhizosphere ventilation on soil enzyme activities of potted tomato under different soil water stress[J]. Clean-Soil Air Water，2012，40（3）：225-232.

[40]Raich J W，Schlesinger W H . The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate[J]. Tellus，1992，44B：81-99

[41]賈丙瑞，周廣勝，王風(fēng)玉，等. 土壤微生物與根系呼吸作用影響因子分析[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（8）：1547-1552.

[42]朱 艷，蔡煥杰，陳 慧，等. 加氣灌溉對(duì)土壤中主要微生物數(shù)量的影響[J]. 節(jié)水灌溉，2016（8）：65-69，75.

[43]尹曉霞. 加氣灌溉對(duì)溫室番茄根區(qū)土壤環(huán)境及產(chǎn)量的影響研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

[44]李合生. 現(xiàn)代植物生理學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2002.

[45]韓 勃. 增氧條件下水稻根系及地上部生長(zhǎng)特性研究[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2007.

[46]李 元，牛文全，呂 望，等. 加氣灌溉改善大棚番茄光合特性及干物質(zhì)積累[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（18）：125-132.

[47]趙 旭，李天來，孫周平. 番茄基質(zhì)通氣栽培模式的效果[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（1）：74-78.

[48]喬建磊，張 沖，徐 佳，等. 加氣滴灌對(duì)藍(lán)莓光合生理的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2017，38（5）：89-93.

[49]張 敏. 加氣灌溉條件下溫室甜瓜生長(zhǎng)效應(yīng)的研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2011.

[50]謝恒星，蔡煥杰，張振華. 溫室甜瓜加氧灌溉綜合效益評(píng)價(jià)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2010，41（11）：79-83.

[51]甲宗霞. 加氣灌溉對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012.

[52]劉 杰，蔡煥杰，張 敏，等. 根區(qū)加氣對(duì)溫室小型西瓜形態(tài)指標(biāo)和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 節(jié)水灌溉，2010（11）：24-27.

[53]Goorahoo D，Carstensen G，Zoldoske D F，et al. Using air in sub-surface drip irrigation （SDI） to increase yields in bell peppers[J]. International Water & Irrigation，2002，22（2）：39-42.

[54]雷宏軍，張 倩，張振華，等. 摻氣滴灌對(duì)溫室辣椒生物量及產(chǎn)量的影響[J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，34（6）：29-31.

[55]李 元，牛文全，許 健，等. 加氣滴灌提高大棚甜瓜品質(zhì)及灌溉水分利用效率[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（1）：147-154.

[56]溫改娟，蔡煥杰，陳新明，等. 加氣灌溉對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，41（4）：113-118，124.

[57]單志杰，蔡煥杰，陳新明，等. 無(wú)壓灌溉埋管深度的機(jī)理性研究及大田試驗(yàn)[J]. 中國(guó)農(nóng)村水利水電，2007，6（3）：44-47，52.

[58]馬麗娟，李明思，李東偉，等. 小滴頭流量下灌水頻率對(duì)膜下土壤濕潤(rùn)區(qū)的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30（6）：100-102，114.

[59]陳新明，Dhungel J，Bhattarai S，et al.加氧灌溉對(duì)菠蘿根區(qū)土壤呼吸和生理特性的影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2010，28（6）：543-547.

[60]Su N H，Midmore D J. Two-phase flow of water and air during aerated subsurface drip irrigation[J]. Journal of Hydrology，2005，313（3/4）：158-165.

[61]Lamm F R，Trooien T P. Subsurface drip irrigation for corn production：a review of 10 years of research in Kansas[J]. Irrigation Science，2003，22（3/4）：195-200.

[62]Payero J O，Tarkalson D D，Irmak S，et al. Effect of irrigation amounts applied with subsurface drip irrigation on corn evapotranspiration，yield，water use efficiency，and dry matter production in a semiarid climate[J]. Agricultural Water Management，2008，95（8）：895-908.曹善茂，朱麗潔，聶鴻濤，等. 基于16S和CO Ⅰ基因探討巖扇貝在扇貝科中的分類地位[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（7）：28-31.