针对传统设施农业生产中地下滴灌易造成土壤氧气含量降低,影响根系对水分、养分吸收的问题,本研究以温室番茄为试验材料,通过微纳米气泡发生器对灌溉水进行加气处理,并通过地下滴灌进行灌溉,面向发展现代高效农业提质增效的需求,实现改善土壤水气环境、提高水肥利用率的目标。为探索加气灌溉下作物适宜的施肥量,试验设计了加气和不加气(作为对照)两种灌水方式,高氮、中氮、低氮3个施肥水平,采用两因素三水平完全随机区组设计,共6个处理。研究了加气和不加气两种灌溉方式及不同施肥水平对温室番茄株高、茎粗、根系生长、干物质量、产量品质、土壤酶的影响,提出加气地下滴灌温室番茄水肥高效利用的最佳灌溉施肥策略,取得以下主要结论:(1)加气处理可改善土壤通气状况,促进番茄生育中期(定植50天后)的生长发育。加气处理株高、茎粗较不加气处理显著增加了7.11%、12.34%,其中随施肥量的增加,番茄株高呈现积极响应,加气灌溉高氮施肥处理的番茄株高为最大值,而加气灌溉中氮施肥处理的茎粗为最大,较高氮处理增大了3.68%,较低氮处理增大了6.29%。加气和施肥对番茄株高和茎粗均有极显著的影响;交互作用下,加气和施肥对番茄茎粗无显著影响(P>0.05),对株高有显著性影响(P<0.05)。(2)加气处理在全生育期内对提高叶绿素含量,加快净光合速率均有帮助作用,但不同生育期加气灌溉对提高番茄叶绿素含量的效应不完全相同,开花坐果期、成熟期低氮施肥水平下加气灌溉效果最好,果实膨大期中氮施肥水平下加气灌溉效果最好。除开花坐果期外,其余生育期叶绿素含量、净光合速率均随施肥量的增加呈先增加后减小的趋势,加气灌溉中氮施肥处理的作用最显著。(3)加气处理可改善番茄的根系形态(总根长、表面积、体积、根尖数)分布,提高根系活力。开花坐果期,各根系形态指标随施肥量的增加而逐渐增大,根系活力随施肥量的增加而逐渐降低;果实膨大期、成熟期中氮施肥处理表现最优,显著提高了总根长、根表面积、根体积及根系活力。(4)加气处理可显著增加植株干物质积累及作物产量,其中地上部干物质积累量增大了11.40%,地下部干物质积累量增大了17.40%,根冠比增大了6.60%,单株产量增大了7.22%;同时加气灌溉中氮处理的地上部干物质积累量、地下部干物质积累量、根冠比、单株产量均最高,表现为适当的施肥量对番茄植株干物质累积和产量有促进作用,施肥过多过少均抑制植株干物质和产量的形成。(5)加气处理对于提升温室番茄VC含量、可溶性糖、有机酸有着明显效果,适中氮施肥水平也能提高番茄品质,经方差分析后发现除VC含量外,加气处理对品质的影响要大于施肥量的影响。(6)与不加气处理相比,加气灌溉提高了温室番茄根际土壤的过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性,但各生育期内酶活性表现不完全一致,开花坐果期随施肥量的增加脲酶活性逐渐增大,过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性先升高后降低;果实膨大期及成熟期三种酶均表现为随施肥量的增加先升高后降低。综上所述,加气灌溉中氮施肥处理的温室番茄的生长生理指标、果实产量及品质、土壤环境最优,说明加气灌溉可以有效地解决根区缺氧的问题,同时此研究结果为温室番茄给定了适宜的施肥量,有利于番茄生长、增加产量和改善品质,可在生产实践中进行推广。