臧小平， 朱嘉雯， 井 涛， 徐宏家， 丁哲利， 马蔚红*， 谢江辉

(1.中国热带农业科学院 海口实验站， 海南 海口 570102； 2.中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所， 海南 海口 571101； 3.三亚南鹿实业股份有限公司， 海南 三亚 572000； 4.中国热带农业科学院 热带生物技术研究所， 海南 海口 571101)

水肥一体化技术是利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉和施肥，适时适量满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理及高效利用的节水节肥农业技术。具有省水、省肥、省工、减轻病虫草害、提高产品品质和产量等作用，有利于现代农业实现标准化、自动化、规模化和集约化[1]。水肥一体化已从多年前的“高端农业”开始向普及应用发展，当前我国已具备大力发展水肥一体化的有利条件。

农业供给侧改革的一项重要工作就是“一控两减”，即控制农用水总量，减少化肥、农药用量，而水肥一体化是实现水肥减量和增效的一个关键措施。近年来中央财政及各省均投入大量资金，通过现代农业发展资金等项目的实施，在各市县建立了相当规模的节水灌溉工程和设施，技术模式趋于成熟，有力地推动了节水灌溉技术的推广应用和农业生产现代化水平的提高。滴灌水肥一体化把肥料与灌溉水结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现水肥同步，大大提高肥料的有效利用率；同时是小范围局部控制，微量灌溉，蒸发损失小，不产生地面径流，不破坏土壤结构，水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减轻污染[1]。滴灌系统适于株行距明显，密度不高的作物，以及怕湿、易产生病害的作物。热带果树大多处于高温高湿的生长环境，容易导致病虫害蔓延，土壤还原性增强，有害微生物大量繁殖。滴灌属局部灌溉，除湿润作物根部土壤外，行间等其他区域保持相对干燥，有效抑制杂草及病虫害交叉传染；可根据果树的需肥规律和土壤养分供给状况，实现按需施肥。因此，滴灌施肥能为热带果树提供最适宜的土壤水分、养分和通气条件，促进果树生长发育，从而提高果品产量。为滴灌水肥一体化技术的推广应用及深入研究提供参考，现将其在热带果树上的应用研究进展综述如下。

1热区水肥一体化技术的发展现状

我国是一个水资源严重短缺的国家，为节约水资源，近年来节水灌溉工程面积逐年增加，其中低压管灌面积也逐年扩大。根据《“十三五”新增1亿亩高效节水灌溉面积实施方案》，截至2015年底，全国高效节水灌溉(喷灌、微灌、管灌)面积达到1.792×107hm2，占灌溉面积的24.9%。其中，热区6省(区)(海南、广东、广西、云南、福建、贵州)高效节水灌溉面积为6.920×105hm2，仅占灌溉面积的8.4%，微灌面积占高效节水灌溉面积的30.6%(表1)；灌溉用水有效利用系数为0.35～0.45，高效节水灌溉面积和灌溉用水有效利用系数均处全国之末。华南地区总体而言雨量充沛(年降雨在1 800 mm左右)，但分布并不均匀，季节性干旱(如秋冬季)和地域性干旱(如广东雷州半岛、海南岛东部地区等)非常明显。目前，大部分小农户果园都处于粗放管理阶段，水肥管理计划凭经验决定，人力投入较大，缺乏科学管理。因此，水肥一体化技术在华南果园有着广阔的应用前景，目前在南方果园由小面积示范发展到大面积推广应用，覆盖广东、海南、广西、福建、云南、贵州等省(区)，应用于香蕉、芒果、荔枝、龙眼、菠萝、番木瓜等多种热带果树。整体而言，我国南方正在逐步分区域、规模化推进大田水肥一体化技术的推广与应用，但与北方棉花、马铃薯生产应用相比还存在较大差距。

表1截至2015年底我国热区6省(区)微灌面积情况

注：数据来源于全国水利发展统计公报，占比指微灌占高效节水灌溉比例

Note:Data come from statistic bulletin on China water activities.The proportion means proportion of micro-irrigation area to efficient water-saving irrigation area.

2滴灌水肥一体化技术的作物效应

2.1促进果树生长

采用滴灌水肥一体化技术对果树生长有明显的促进作用。在香蕉上，采用滴灌水肥一体化技术会增加一级根数量和二级根表面积，其中，一级根数、根直径、干重分别较对照(浇灌)增加20.0%～55.2%、8.0%～12.87%和2.0%；二级根表面积、根直径、根长、干重分别增加15%、8%、5%和14%；株高、假茎围及抽蕾期有效叶片数、叶宽均显著高于对照，假茎干重、球茎干重、叶片干重、果轴干重和果梳干重均较对照显著增加，植株总干重较对照增加33.5%[2-3]。叶片叶绿素含量(SPAD)是反映植株生长状况的参考指标，采用滴灌施肥可显著提高香蕉叶片SPAD，定植后5～7个月较对照(喷水带)增加11%～15%[4]。在荔枝上，采用滴灌水肥一体化技术可显著提高叶片SPAD、百叶厚和百叶干重，促进树体生长[5]；6 a滴灌施肥后土体中的根干重、根长、根表面积分别为非滴灌区的2.29倍、2.17倍和2.25倍，滴灌施肥更有利于荔枝根系向土壤深层生长分布[6]。侯延杰[7]对龙眼“石硖”研究表明，滴灌施肥龙眼的叶片SPAD较对照增加37.5%，叶面积、百叶厚、百叶重分别增加23.35%、14.47%和10.27%；梢长、梢粗分别增加42.6%和20.3%。对龙眼树叶绿素荧光参数分析表明，滴灌施肥处理的实际荧光产量、PSII原初光能转化效率(Fv/Fm)、潜在光合作用活力(Fv/Fo)显著提高，初始荧光(Fo)、光化学猝灭系数(qP)值显著降低，表明滴灌施肥条件下原始光能转化效率提高，在PSII反应中心的潜在活性增强，吸收光能中用于光合电子传递的光能部分增多。在菠萝上滴灌施肥处理的青叶数、叶长、叶宽和株高较常规施肥显著增加[8]。在番石榴上，与对照(浇施)比较，滴灌施肥显著增加树冠、冠径、干径、叶片鲜重、干重和厚度[9]。滴灌施肥处理黄皮的株高、冠幅及分枝数均显著高于传统灌溉施肥[10]。此外，滴灌水肥一体化技术能加快根系吸收速度，有利于果树在恶劣的气候条件下保持旺盛生长，促进提早结果。滴灌施肥的香蕉抽蕾及收获时间比常规浇灌提早15～30 d[3，11-12]。

2.2提高果树产量和质量

滴灌施肥实现了水肥同时供应，可发挥二者的协同作用，实现“以肥调水、以水促肥”的效应；同时滴灌施肥持续时间长，为根系生长提供相对稳定的水肥环境，从而实现水肥耦合条件下的作物增产效应。在香蕉上，滴灌施肥比传统浇灌增产9.6%～15.6%[4，11]，还原性Vc、可溶性糖和可溶性固形物含量提高，果实内在品质提升[13-14]。如香蕉滴灌施肥比喷水带撒肥增产8.96%[15]，比常规灌溉施肥增产29.37%，且果指长、果指围均显著增加[3]。在斯里兰卡也有研究表明，滴灌条件下香蕉可获得最高产量，较地表常规浇灌增产31%[12]；以色列采用滴灌施肥技术使香蕉产量30年间提高了1倍[16]；香蕉采用滴灌施肥较肥料土施增产24%～46%[17]。与常规浇灌相比，采用滴灌施肥可以使荔枝产量提高7.99%，果实商品率提高13%～16%[18]；微灌水肥一体化处理的26年生“Rose Scented”荔枝产量(191 kg/株)增产70%[19]。在广西，与常规土施比，滴灌水肥一体化技术使鸡嘴荔增产23.9%～40.5%，钦州红荔增产15.8%～36.0%；同时果实可溶性糖、可溶性固形物、Vc提高，可滴定酸含量降低[20]，改善了果实风味。在龙眼上，采用滴灌水肥一体化技术较对照(浇灌撒肥)增产10.4%～17.9%，且果实横径、果实可食率、可溶性固形物和可溶性糖含量显著提高[7，21-22]。在“巴厘”菠萝上应用滴灌施肥技术，较常规施肥增产39.04%，果实商品率达95.73%，提高11.51%[23]；滴灌施肥条件下，“神湾”菠萝果实的果长、果径、单果鲜质量及单产较对照均显著增加，果实可溶性固形物、蔗糖、可滴定酸质量分数显著提高[8]。在芒果上，滴灌施肥较传统浇灌施肥增产23.5%～31.6%，果实可食率、可溶性固形物含量较对照分别提高6.6%和4.6%，有机酸含量降低49.9%，果实品质得到显著提升[24]。在番木瓜上，滴灌施肥能显著改善番木瓜的生长和生理特性，获得更高的产量和经济效益，较传统灌溉增产43%[25-26]。番石榴滴灌处理的产量是常规灌溉处理的164%[27]。红毛丹应用滴灌水肥一体化技术较常规施肥增产24.84%[28]。滴灌施肥为作物生长提供了良好的水、肥、气、热等环境条件，植株根系发达，生长快、发育早，较常规灌溉施肥具有显著的增产效应。

3滴灌水肥一体化技术的水分效应

滴灌水肥一体化是目前世界上公认的水分利用率最高的一项灌溉技术，水分利用率可达90%以上[29]。在广东，采用滴灌水肥一体化技术，香蕉周年生长中灌水量为2 207.5 m3/hm2，分别为传统浇灌、喷水带灌水量的27%和37%；灌溉水生产效率为21.49 kg/m3，较传统浇灌、喷水带处理分别增加323.61%和225.00%[11]。在海南，采用滴灌施肥处理香蕉生长季灌水量为8 210.2 m3/hm2，比喷水带处理节水40.7%；灌溉水生产效率为5.86 kg/m3，较喷水带处理增加88.42%[30]。邓兰生等[3]研究表明，滴灌施肥处理香蕉的灌水量为3 003.0 m3/hm2，较喷水带、常规灌溉分别节水15.8%和28.7%；灌溉水生产效率为10.38 kg/m3，较喷水带、常规灌溉处理分别增加81.47%和87.36%。在菠萝上，采用滴灌水肥一体化技术，灌溉水利用效率为43.82 kg/m3。在滴灌条件下，施肥使灌溉水利用效率提高5.88 kg/m3，增幅达15.5%，表明水肥耦合灌溉施肥能提高灌溉水利用效率[31]。SHARMA等[32]对番石榴研究表明，利用滴灌水肥一体化技术能有效提高果树的水肥利用效率，并且节水效果明显。滴灌条件下，大田水利用率可达90%，相对于喷灌节水30～40百分点，较之于沟灌、漫灌、畦灌等方式，节水效果更为显著[33]。滴灌属全管道输水和局部微量灌溉，同时做到适时供应作物根区所需的水分，实现作物的精准和定时、定量灌溉，不存在外围水分的损失，避免了传统沟、渠灌造成水大量渗漏、蒸发损失，也不会因大水漫灌后形成土壤板结，利于保持田间土壤的空间结构，使作物根系始终在疏松透气的土壤环境中生长，有效提高水分的利用效率。

4滴灌水肥一体化技术的养分效应

4.1促进养分吸收

通过滴灌技术，可以在根系周围形成一个水肥资源丰富的椭球体区域，利于根系对水肥的快速吸收，促进果树的正常生长发育[34]。在滴灌施肥条件下，较之于浇灌和喷水带处理，香蕉整个生长期叶片的钾含量最高；生长中后期，叶片的氮和钙含量最高；滴灌处理的香蕉各养分吸收量都显著大于喷水带处理；滴灌施肥方式叶片的氮、钾含量波动最小，特别是钾，始终维持在三者之中的最高水平，表明滴灌施肥有利于养分的均衡供给[3-4]。广西滴灌蕉园植株养分累积量二代蕉比一代蕉大幅增加，其中，一代蕉园植株氮、磷、钾、钙、镁吸收累积量分别为336.1 kg/hm2、38.0 kg/hm2、1 033.4 kg/hm2、78.1 kg/hm2和31.1 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.11∶3.07；宿根蕉园相当于一代蕉园的氮1.31倍、磷1.34倍、钾1.69倍、钙1.35倍和镁1.81倍[35]。滴灌条件下，番木瓜植株氮、磷、钾累积量分别为134.0 kg/hm2、28.7 kg/hm2、796.4 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.21∶5.94，其中，果实养分累积量最大，100 t果实中氮、磷、钾累积量分别为130.0 kg、28.5 kg和891.0 kg，是常规灌溉施肥的1.2倍、2.9倍和5.0倍[36]。

有研究表明，与沟灌比，滴灌施肥可以改善土壤中磷的低效和氮、钾的亏缺状况，促进作物对养分的吸收[37]。滴灌方式下香蕉园土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量较微喷灌明显提高，养分对作物的有效性也得到提高[38]。与传统施肥相比，滴灌施肥提高中等活性有机磷和Fe-P的含量，降低土壤磷吸附指数，增加磷的生物有效性，促进香蕉对磷的吸收。滴灌施肥条件下香蕉根际土壤溶液中Cl—、SO42—、NO3—比传统施肥条件下减少52.49%～106.99%，阴离子含量的降低增加了香蕉根系表面吸附位点对磷酸根的吸附，提高香蕉对磷的吸收[39]。彭智平等[14]研究表明，在氮、磷、钾减量灌溉施肥条件下，香蕉叶片含量与施肥量较高的习惯施肥处理相当，表明灌溉施肥有提高香蕉对养分吸收能力的作用。通过滴灌施用氮、钾肥后，菠萝植株叶绿素含量提高，光合能力增强，施氮后叶绿素a(chl a)的响应时间为30～60 d，叶绿素b(chl b)为45～70 d，施钾后叶绿素的响应时间为30～60 d[40]。滴灌施肥菠萝植株氮的吸收量为553.79 kg/hm2，较单施肥、纯灌水处理分别增加47.51%和37.65%；植株钾吸收量为2 502.86 kg/hm2，较单施肥、纯灌水处理分别增加67.23%和18.49%；植株磷吸收量为114.35 kg/hm2，较单施肥处理增加37.54%[31]。滴灌施肥“珍珠”番石榴植株叶片氮、钾含量较对照显著提高，表明滴灌肥水耦合可有效提高树体对氮、钾的吸收[9]。采用滴灌水肥一体化技术，可克服传统沟灌撒施易造成土壤板结的弊病，使土壤疏松，保持良好的团粒结构和通透性，有利于作物根系的生长发育，增强根系活力，促进养分的吸收。

4.2提高养分利用效率

滴灌水肥一体化技术把定量的溶解态肥料直接送到果树根部，使土壤溶液的养分特别是硝态氮和无机态氮维持适当水平的稳定状态，利于提高根系活性和吸收能力，减少水分和养分的深层渗透，养分消耗量和养分流失负荷显著降低，肥料利用效率得到提高[41-42]。有研究表明，香蕉园采用滴灌施肥较肥料撒施可节约氮肥60%，且利用率提高1倍[43]；滴灌施肥下香蕉施用75%的推荐施肥量就能获得良好的增产效果[44]；香蕉园应用水肥一体化技术，可较常规施肥节省肥料20%～50%[12]；在较对照(肥料土施)减少40%肥料的情况下，滴灌水肥一体化处理香蕉增产19%[17]；与农户习惯施肥比较，在香蕉产量相当的情况下，滴灌施肥节省N 36.6%、P2O540.6%和K2O 10.2%，节省肥料成本31.1%[13]。在海南研究表明，滴灌施肥与喷水带撒施比较，在减少N、K2O各20%的前提下香蕉增产9.9%；在减少N 51.8%、K2O60.7%的前提下增产14.3%，节本增效12 514～14 688元/hm2 [30]。在广西试验表明，滴灌施肥肥料用量为喷水带撒肥的53.5%，肥料成本仅为喷水带撒肥的59.2%，用水量为喷水带处理的46.4%，香蕉产量增加4 019 kg/hm2，比喷水带处理节本增效20 916.9元/hm2 [15]；滴灌条件下新植“威廉斯B6”香蕉氮磷钾投入量分别为370.0 kg/hm2、202.7 kg/hm2和1 778.2 kg/hm2，较常规管理平均节约肥料约1 400 kg/hm2，提高了养分利用率，肥料偏生产力为17.76 kg/kg[45]。JOSHI等[46]研究表明，滴灌施肥条件下肥料用量较最大推荐施肥量减少25%，5～6龄荔枝园可获得最高产量(40.4 kg/株)。

在菠萝上，与常规施肥比较，滴灌施肥在节省N 42.84%、P2O552.67%的前提下增产39.04%。滴灌水肥一体化处理较常规施肥的肥料贡献率增加16.31%，农学效率增加18.05 kg/kg，N、P、K吸收效率较常规施肥处理分别增加47.51%、36.40%和67.21%[23，31]。PRAKASH等[47]研究表明，在滴灌减量施肥条件下，N、P、K用量为120 g/(株·a)、75 g/(株·a)和100 g/(株·a)，较最大推荐施肥量减少25%，4年生“Alphonso”芒果可获得最高产量。在广东，与常规施肥比较，滴灌施肥在节省氮、钾用量30%的前提下芒果增产31.6%[24]。在海南，在N、P2O5、K2O投入量较常规施肥分别减少23.47%、43.73%和37.05%的前提下，微灌施肥处理芒果氮、磷、钾肥农学效率及肥料偏生产力较常规施肥分别提高64.50%、123.69%、58.88%和73.44%，较常规施肥节本增效10 650元/hm2 [48]。滴灌施肥红毛丹肥料养分N、P2O5、K2O投入量较常规施肥分别减少44.57%、21.89%和9.63%，氮、磷、钾肥农学效率、肥料偏生产力分别为33.86 kg/kg、48.06 kg/kg、27.69 kg/kg和19.31 kg/kg，较常规施肥分别提高170.23%、91.70%、65.71%和73.03%，实现增产24.84%[49]。在滴灌施肥减量施肥条件下，黄皮的养分投入量仅为传统灌溉施肥的50%～60%，生长显著优于传统施肥处理[10]。在滴灌减量施肥条件下，在较传统灌溉施肥处理减少氮20%的条件下，番木瓜产量增加14%[26]；番石榴养分投入量较最大推荐施肥量减少50%，肥料利用率最高(101.97 kg/hm2)[50]；在最高施肥量减少20%的条件下，番石榴“Lalit”的单果重(96.91 g)、单株结果数(77.70个)及果实产量(33.75 t/hm2)均为最高[51]。滴灌水肥一体化技术实现集中施肥与平衡施肥相结合，减少了肥料的挥发与流失，肥料和水的结合，扩大了作物吸收养分和水分的空间，从而提高肥料利用率。

5滴灌水肥一体化技术的环境效应

5.1降低 N2O排放

N2O是与全气温变化有关的主要温室气体，NO、N2O是酸雨的成分之一，导致土壤酸化，危害陆地和水生生态系统。农业土壤尤其是热带地区土壤是全球最主要的N2O排放源，贡献率高达70%～90%，其中投入的氮肥是农业土壤N2O的最大来源。滴灌的土壤孔隙含水率显著低于沟灌，会产生抑制反硝化反应的环境，同时滴灌影响水分的配送方式，会产生更高浓度的NH4+-N和NO3--N，相比于沟灌处理其环境更能抵制反硝化反应，使排放的N2O更少[52]。在施用化学肥料条件下，与沟灌相比，滴灌降低N2O和NO的排放量，降幅分别为70%和33%，这可能是由于低的灌水量和不同的土壤湿润形式而引起[53]。香蕉生长过程中大量氮肥投入及频繁灌溉是土壤N2O及NO产生的有利条件。

氮肥大量施用和利用率低直接或间接对环境施加了较大压力，尤其是大气环境和水环境。据报道，香蕉生长季中不同施氮量土壤N2O的累积排放量为23.05～46.26 μg/(m2·h)，其中，在生长后期(孕蕾期-果实期)N2O排放量最高为105.24 μg/(m2·h)，最低为41.37 μg/(m2·h)[54]。在传统栽培管理下，一个生长周期内一株香蕉施化肥氮在750～920 g，每株香蕉平均吸收140 g[55]。以此计算，香蕉氮素利用率为15.2%～18.7%，远低于我国氮肥30%～35%的平均利用率。有研究表明，滴灌施肥较肥料撒施氮肥利用率提高1倍[43]。在其他条件不变的情况下，当氮肥利用率由30%提高到60%，土壤N2O的排放降低38.5%[56]。滴灌施肥技术不仅能提高水、肥利用效率达到110%和80%[57-58]，而且在相同施氮量下，比常规漫灌施氮减少30%～40%的N2O累积排放量[59]。张亚捷等[60]研究表明，较之于沟灌-冲施肥系统，滴灌水肥一体化系统可减少N2O年均排放量18.24 kg/(hm2·a)，约为沟灌系统排放量的61.1%。滴灌系统可以有效减少土壤N2O的排放损失，是一种更具N2O减排潜力的灌溉方式。

5.2减少养分淋溶

氮素径流损失是造成地表水体富营养化的一个重要因素，进入土壤的过量氮以NO3-、NH4+等离子形式随水淋洗到深层甚至地下水中，可能导致地下水体污染，影响饮用水质量。NO3-过量摄入可能导致高铁血红蛋白血症，有致癌危险。土壤氮淋失与灌溉量和施肥前土壤氮含量及形态有关。有研究表明，热带地区降雨量丰富，土壤中氮素淋溶平均为25.5%，淋溶出来的氮大部分以NO3--N形式存在，NH4+-N只占很小比例[61]。滴灌施肥NO3--N在距离滴头一定范围内呈均匀分布，在湿润边界上硝态氮产生累积[62]。滴灌条件下砂质土壤上氮素的淋溶明显高于粘质土壤，硝态氮淋失率分别为30.4%和9.6%，酰铵态氮淋失率分别为25.0%和9.4%，铵态氮淋失率分别为16.2%和5.7%[63]。采用滴灌水肥一体化技术可以使果园单位产量的总氮流失量较常规施肥减少45.2%～56.4%[64]。灌溉施肥条件下，铵态氮和尿素态氮都易随灌溉水向下移动，若灌水过量，氮素会随灌溉水在到达根系土壤深层后继续向下移动而产生淋失。滴灌施肥能有效将尿素转换成NH4+，使其吸附于土壤粘土矿物质，提高氮肥的利用效率。

滴灌施肥因其灌水量小，不产生地表径流；易于控制灌溉的频率和数量，掌握精确的施水深度，较其他灌溉方式更有效调控水分和养分的供给，降低NO3--N在土壤中的残留时间。因其产生的湿润体很小，有效控制了水分向深层渗透而阻止NO3--N淋溶损失，减少环境风险[65-66]。DASBERG等[67]研究表明，控制氮量为160 kg/hm2，沙质土壤0～30 cm、30～60 cm、60～90 cm、90～120 cm土层，滴灌施肥土壤溶液中NO3--N分别为39 mg/kg、4 mg/kg、0 mg/kg和0 mg/kg，肥料撒施条件下为28 mg/kg、27 mg/kg、21 mg/kg和11 mg/kg，说明滴灌施肥减少了NO3--N淋失对环境的危害。滴灌水肥一体化技术具生态友好特性，因其避免了肥料的渗漏，在一定程度上减少化肥面源污染[68]。有研究表明，滴灌使作物根区磷的流动性、肥料利用效率均高于沟灌；土壤中速效钾、全钾含量均高于沟灌与微喷灌，滴灌因灌水量小而使钾流失量降低[38]。调整N、P、K比例并减少其用量的滴灌配方施肥能显著降低硝态氮、有效磷和速效钾在土壤中的过量累积，降低土壤盐分累积[69-70]。因此，适宜的滴灌施肥措施是减少养分淋洗、提高肥料利用效率的重要途径。

6滴灌水肥一体化技术的土壤生物学效应

6.1土壤微生物

土壤微生物是土壤的重要组分之一，与土壤肥力关系密切。大水漫灌条件下造成土壤容重增加，肥料利用率降低，从而导致土壤中空气通透性差、营养物质固化贫乏，不利于有益微生物的生长。滴灌是将水流以点滴的形式滴入土壤，蒸发量小，保持土壤湿度的时间较长，利于土壤微生物的旺盛生长；滴灌条件下土壤相对频繁的干湿交替能够增强养分活化，保持良好的水、肥、气、热条件，有利于根系的生长，表现为根毛丰富、活性好，根毛分泌物加剧微生物的繁衍，促进耕作层细菌、放线菌和真菌生长，从而提高酶活性[71]。与沟灌相比，滴灌土壤的保湿性好，未改变微生物群落结构，能显著提高革兰氏阳性细菌和真菌数量[72]。刘朝辉[38]研究不同灌溉方式对蕉园土壤细菌、放线菌、真菌的影响，结果表明，在香蕉各生育期中，滴灌处理土壤中真菌数量为1.85×104～2.44×104个/g，高于沟灌处理；放线菌数量为2.27×105～2.78×105个/g，高于微喷灌处理；细菌数量为1.86×104～2.42×104个/g，与微喷灌相近。

滴灌处理的土壤通气状况良好，在水分适中及有机质含量充足的情况下，为真菌等好氧微生物提供了良好的活动环境。潘宁[39]研究表明，滴灌施肥香蕉根际微生物量碳(MBC)比传统沟灌施肥提高8.43%～35.80%，微生物量氮(MBN)提高9.52%～151.23%，香蕉根系活力比传统施肥高25.45%～67.87%。这是由于滴灌单次灌水量小，灌水周期较沟灌短，淋洗出的可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)含量高，而适宜的土壤水分有利于微生物生长，使得微生物量碳和微生物量氮含量增加[73]。此外由于滴灌没有地面灌溉时对土壤的冲刷和对土体结构的明显破坏，使土壤保持相对疏松，改善了根际土壤物理性状，提高了根系活力[74]。

6.2土壤酶

土壤酶是由微生物、动植物活体分泌物及动植物残骸产生的生物活性物质，在土壤物质转化和能量转化过程中起主要作用，可作为土壤肥力、土壤质量及土壤健康的重要指标。滴灌施肥有利于微生物生物量的增加，促进其活性和代谢，改进土壤中的微生物比例，提高土壤中的酶活性，促进土壤中养分循环、养分有效态转化以及植物生长发育所需养分供给过程[75]。滴灌处理香蕉各生育期土壤脲酶活性为2.64～3.80，从孕蕾期-果实成熟期土壤脲酶活性较沟灌显著升高，这是由于滴灌提高了水溶性有机碳含量，而水溶性有机碳是土壤微生物可直接利用的碳源，因而随着土壤微生物总量及土壤中底物浓度增加，提高了土壤脲酶活性；土壤酸性磷酸酶活性为63.34～140.69，在生长周期中呈逐渐增高趋势；香蕉根际酸性磷酸酶活性在不同土层之间的大小表现为0～8 cm土层高于8～16 cm和16～24 cm土层；在酸性土壤上，土壤真菌是酸性磷酸酶的主要来源，滴灌处理良好的通气状况及充足的有机质含量利于真菌数量增长，蕉园土壤适宜的pH范围(4～6)及土壤含N量为酸性磷酸酶活性的提高创造良好条件[38，67]。侯乐等[76]研究表明，滴灌条件下土壤磷酸酶、过氧化氢酶、转化酶、脲酶活性均明显大于沟灌，滴灌处理对土壤肥力为有利影响。

6.3土壤线虫

土壤线虫是土壤中重要的生物类群，在土壤有机质分解、养分矿化、土壤微生物调节及及土壤理化性质的改变中起关键作用，在土壤腐食食物网中占有重要地位。土壤线虫可作为施肥和灌溉过程中土壤质量变化的生物学指标[77]。水肥一体化设施条件下优化施肥可提高土壤线虫数量和食细菌线虫的相对多度，提高土壤线虫通路比值，形成以细菌为主的土壤食物网分解途径，从而改善土壤生态环境[78]。有研究表明，滴灌施肥香蕉各生育期土壤线虫的通道指数(NCR)均高于0.5，表明土壤食物网以食细菌通道为主；增加食细菌线虫、食真菌线虫、植物寄生线虫和捕食/杂食线虫的数量；土壤线虫的结构指数(SI)和富集指数(EI)均大于50，提高水肥利用效率，使土壤养分维持在较好状态，更利于促进作物生长，增加作物根系生物量和土壤微生物量，促进土壤中营养物质的积累，增加细菌和真菌的种类和数量，为腐生线虫提供充足的食物来源，腐生线虫数量的增多进一步导致高营养级的捕食/杂食线虫数量增多，进而促进植物线虫种群数量的增长；但过量的水肥供应会增加对土壤线虫的干扰程度，使蕉园土壤生态系统的稳定性降低[79]。

7滴灌水肥一体化技术应用的展望

水肥一体化技术是实施“化肥零增长”的重要保障措施之一。2013年农业部办公厅印发了《水肥一体化技术指导意见》，提出2015年水肥一体化技术推广总面积达到5.333×106hm2以上，新增推广面积3.333×106hm2以上，其中果树6.66×105hm2；到2020年推广总面积达到1.00×107hm2。热区6省(区)“十三五”期间新增高效节水灌溉面积8.00×105hm2，其中微灌面积2.25×105hm2。实现节水50%，节肥30%，经济作物节本增收9 000元/hm2以上。目前，热区滴灌水肥一体化技术的推广应用迅速，但也存在一些问题：一是设施设备质量参差不齐，节水器材生产标准化规范化有待提高，安装过程中设施不配套，加之资金投入不足使滴灌工程的功能和质量降低；二是水溶肥质量差异大，加上施肥设备的不完善造成施肥效果不佳；三是针对不同果树、不同目标产量的水肥用量与灌溉施肥规程因缺乏针对性强的基础资料而不甚明确，水肥一体化的节水、节肥、增效作用没有得到充分发挥；四是技术指导与相应培训、宣传不到位，设备使用过程中出现问题不能及时解决，造成工程使用管理水平下降，不能正常发挥设施水平；同时只顾节水，不顾施肥，缺少必要的指导经费和展示示范平台。

在研究工作上，虽然在热带果园生态系统水分、养分资源管理中进行了一些有益探索，但仍面临诸多问题，如生产力提高和资源高效的同步协调，即在果树高产或超高产条件下实现水分、养分资源优化管理；区域间土壤和环境养分供应难于定量化等，需要加大相关应用基础研究。从果树-养分、水分-产量关系、水肥耦合及水盐运动等机理研究入手，进行热带果树节水增产灌溉制度、高产果园水肥耦合对果树产量及养分利用、植株营养诊断与养分调控技术、全膜覆盖果树水肥耦合效应、不同滴灌施肥模式的生态环境效应、水溶性配方肥料生产及配套施用技术体系研究、滴灌水肥一体化条件下基于云智能传感网络的物联网智能化、自动化研究，以便更全面了解水肥耦合条件下水盐运动机理，以及养分高效利用的生态和生理学机理，在此基础上确定果园适宜土壤水分下限的调控指标及土壤养分技术指标，集成提出调控模式，建立水肥耦合条件下热带果树养分资源管理技术体系及水分监测体系，制订热带果树营养诊断体系节水栽培技术规程及水肥高效利用技术规程，进而为集成和提升热带果树高产、高效、优质和环保的水分、养分资源管理及调控技术体系提供科学依据。在各级政府重视、支持政策有力、技术和设备进一步完善、培训和宣传进一步加强的有利条件下，滴灌水肥一体化技术必将被越来越多的果农及合作社所接受并得到发展。