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水肥气耦合滴灌是滴灌精细化发展下的一种新型地下滴灌技术,同时具有滴灌施肥和曝气滴灌的优点。水肥气耦合滴灌能定时定量的补充土壤水肥,有效缓解根际通气不良,促进作物对水肥的吸收,实现提质增产。目前关于水肥气耦合滴灌下蔬菜水肥利用规律和土壤N2O排放规律尚不明确。本研究以设施番茄-辣椒轮作,设置不同灌水量(番茄季低水和高水处理为I1和I2,辣椒季低水和高水处理为I3和I4)、掺气量(对照C和曝气A)和施肥量(番茄季低氮和常氮处理为N1和N2,辣椒季低氮和常氮为N3和N4处理),系统监测土壤通气性(充水孔隙度WFPS、氧气扩散速率ODR和氧化还原电位Eh)、土壤养分(硝态氮NO3--N和铵态氮NH4+-N)、产量、品质(VC含量和可溶性蛋白质含量等)、水肥利用指标(灌溉水利用效率WUE和氮素吸收效率UPEN)和土壤N2O排放(排放通量及生育期排放总量)等指标。通过对水肥气耦合滴灌条件下作物生长、水肥利用特征的研究,探索水肥气耦合滴灌对作物生长、水肥利用的改善效果;通过对土壤N2O排放及其影响因素的研究,为水肥气耦合滴灌条件下土壤N2O的减排调控提供依据。主要结论如下:(1)水肥气耦合滴灌改变了根区土壤通气状况。灌水量的增大降低了土壤ODR均值和Eh均值,即灌水量的增大导致土壤通气状况变差。与对照相比,曝气处理提高了土壤ODR均值和Eh均值,即曝气处理改善了土壤通气状况。(2)水肥气耦合滴灌改变了根区土壤养分状况。灌水量的增大降低了土壤NH4+-N均值和NO3--N均值。施氮量的增大增加了土壤NH4+-N均值和NO3--N均值。与对照相比,曝气处理降低了土壤NH4+-N均值和NO3--N均值。(3)水肥气耦合滴灌下曝气处理、灌水量和施氮量的增大增加了蔬菜的产量和果实品质。番茄生长季中,I2条件下产量较I1平均增大41.14%;N2条件下产量较N1平均增加41.32%;曝气条件下产量较对照平均增大23.19%。辣椒生长季中,I4条件下产量较I3平均增大25.24%;N4条件下产量较N3平均增加29.04%;曝气条件下产量较对照平均增大18.18%。(4)灌水量的增加降低了WUE,增大了UPEN;施氮量的增加增大了WUE,降低了UPEN;曝气处理增大了WUE,增大了UPEN。(5)水肥气耦合滴灌下曝气处理、灌水量和施氮量的增大增加了生育期土壤N2O排放总量。番茄-辣椒轮作体系下,高水条件下N2O排放总量较低水处理平均增加39.70%;常氮条件下N2O排放总量较低氮平均增加65.55%;曝气条件下N2O排放总量较对照平均增加24.56%。(6)通过土壤N2O排放通量的结构方程模型分析知,土壤温度NO3--N含量、NH4+-N含量、WFPS和ODR均是驱动土壤N2O排放的重要影响因子。(7)综合参考蔬菜产量和生育期土壤N2O排放总量,番茄生长季中I1AN2是适宜的水肥气耦合滴灌方案,辣椒生长季中I4AN3是适宜的水肥气耦合滴灌方案。试验中关于水肥气耦合滴灌下蔬菜生长及土壤N2O排放的研究,明确了不同水肥气耦合处理对蔬菜生长及水肥利用的改善效果,并为设施菜地土壤N2O减排调控提供科学依据。