微润灌水肥耦合灌溉模式是将水肥一体化技术应用于微润灌的新型灌溉模式,致力于增加作物产量,减少水肥资源的浪费,实现水肥资源高效利用的目的。目前关于该灌溉模式的理论研究与生产应用相对较少,本论文研究了微润灌水肥耦合下的作用机理,并通过大棚种植试验对其进行了验证与应用,可为微润灌溉技术的研究与推广提供参考。试验包括室内土箱模拟与大棚种植试验,施用新型肥料硝酸铵钙,探究相同施氮浓度不同压力水头下土壤水分与氮素的运移规律及设施蔬菜的生长响应。在室内土箱试验中,利用土箱模拟微润灌施下土壤水分与氮素的入渗过程。在微润管埋深15 cm、土壤容重1.30 g/cm~3、施硝酸铵钙浓度600 mg/L条件下,设置5种压力水头包括1.00 m、1.25 m、1.50 m、1.75 m和2.00 m,设定试验时间72 h,测量不同入渗时间下湿润锋形状与运移距离、累积入渗量、土壤含水率与硝态氮含量等指标,进而分析湿润锋及土壤水氮运移规律,为室外种植试验提供理论参考。研究表明:压力水头对湿润锋运移、土壤水分和硝态氮运移均有促进作用。试验水头下,增加压力水头,土壤水分入渗速率及硝态氮运移速率加快,累积入渗量增多,湿润锋运移距离增大,土壤含水率等值线由密变疏。硝酸铵钙通过改变土壤孔隙结构影响湿润锋及土壤水分运移。微润灌施硝酸铵钙条件下,1.00 m～2.00 m水头内湿润体的宽深比在0.91左右,近似为以微润管为中心的圆柱体,湿润锋在水平、竖直向上和向下三个方向上的运移距离R与时间T符合幂函数公式R=a T b,且入渗系数a与压力水头正相关,入渗指数b与压力水头负相关。累积入渗量与入渗时间符合Kostiakov经验入渗公式,压力水头对参数a、b影响显著,压力水头从1m增加至2m,参数a、b增大、参数a的变幅增大,说明微润灌施硝酸铵钙条件下,在1.00 m～2.00 m范围内土壤的入渗能力随水头增加逐渐增强,且入渗能力衰弱的速度逐渐减慢。微润灌施硝酸铵钙条件下,硝态氮在土壤表层与底层富集,硝态氮含量最小值在微润管附近,距离微润管越远,土壤硝态氮含量越高。因此在大面积施用硝酸铵钙时,要避免淋溶累积对水体与环境的危害。在大棚进行生菜、圆红苋菜与小葱的种植试验,设置3种压力水头分别为1.00 m、1.50 m和2.00 m,2种施肥浓度0 mg/L、600 mg/L,铺设微润管间距30 cm、埋深15 cm,测量不同生长时间内0～10 cm土层的土壤水分与硝态氮含量变化及设施蔬菜生长状况,探究微润灌施硝酸铵钙下土壤水氮含量的动态变化规律及设施蔬菜对压力水头的生长响应,从而筛选出适宜该蔬菜的最佳灌溉模式,为设施蔬菜的种植推广提供理论参考,为大田微润灌水肥耦合灌溉模式的应用提供借鉴。试验发现:压力水头越高,土壤水分与硝态氮在表层累积量越多;施硝酸铵钙能促进土壤水氮运移,增大水分与氮素在表层土壤的累积量,对设施蔬菜增产作用明显。不同蔬菜生长习性不同,对水肥需求量存在差异,因此其生长发育所需的最优水头不同。生菜根系较浅,喜湿耐旱不耐涝,1.50 m水头下生长状况最优,灌溉水分生产率最高,且1.50 m水头施600 mg/L硝酸铵钙下生菜产量最高,肥料利用效率最优,因此微润灌施硝酸铵钙下生菜种植的最佳灌溉方式为1.50 m压力水头施600 mg/L硝酸铵钙。圆红苋菜喜湿不耐涝,耐旱能力较强,对氮吸收量非常大,1.00 m水头下水肥供应短缺,不施氮下苋菜植株较矮细,施氮下植株偏矮壮,而2.00 m水头下水肥供应充足,最适宜其生长,此水头下苋菜产量及水肥利用效率均最高,因此圆红苋菜种植的最佳灌溉模式为2.00 m水头施600 mg/L硝酸铵钙。小葱根系发育较浅,不耐浓肥不耐涝,1.00 m水头下小葱株高与茎粗生长速度最快,产量最高,灌溉水分生产率及肥料利用效率最大,因此小葱种植的最佳灌溉模式为1.00 m水头施600 mg/L硝酸铵钙。微润灌施硝酸铵钙若要推广至大田应用,需要考虑硝态氮淋溶累积对水体造成的危害,需要进一步研究喜氮作物对氮淋失的阻控效果。微润灌水肥耦合灌溉模式达到了高效精准灌溉、减少水肥资源浪费、增加作物产量的效果,值得进一步研究与应用。