2011年9月19日，CCTV-10《走近科學》播出——戈壁上的“輸液管”， 這也是我剛剛開始水肥一體化研究工作的第一個年頭，從那時候起來說我就一直在思考和探索“既然滴灌是戈壁灘上的輸液管，那么什么才是作物的靜脈呢？”

這個靜脈，肯定無疑的是根系。在護士給我們輸液的時候經常發現找不到血管的狀況，甚至很多時候為了找到靜脈，經常在頭上和腳上找；可是相對于人體的靜脈來說，深埋在土壤中的作物根系更難準確找到，而且我們的灌水器也很難深土壤去尋找作物根系。

那么退一步考慮，如果我們很難精準獲取根系位置進行施肥，那么我們的水肥一體化應該如何施肥？肥料和水分應該集中分布在什么地方？

如果和傳統施肥方法一樣全層全位點施肥，我們水肥一體化的優勢在哪里？對于這個問題，思考了十個年頭，也一直在試驗探索與理論思考相結合的自我知識更新。

第二次從以色列回來以后，這次的考察與學習中，證實了前期的一些研究和推測的結論“根區——水肥一體化的靶向和水肥主要分布區”。

實際上，這個工作從2013年申請本人的第一個自然科學基金開始，就圍繞根系做文章；本人的博士主要工作也是圍繞根水肥之間的關系在思考，在探索。

經過探索研究與思考，我們不難發現幾個典型特征：

第一、滴灌施肥獨特的水肥供應方式使玉米根區土壤環境、水肥吸收過程和運移機制表現出明顯的差異；另外，滴灌獨特的水鹽運移特征，使整個玉米根區水鹽分布的特征表現出明顯差異。

第二、滴灌雖然灌水次數多，但濕潤的作物根區土壤，濕潤深度較淺[59]，而作物行間土壤保持干燥，形成了一個明顯干濕界面特征；滴灌條件下作物根區表層（0-30cm）土壤含水量較高，與溝灌相比，大量有效水集中在根部。

第三、由于滴灌隨水施肥的特點，養分也集中分布在由滴水形成的濕潤體內，在土深50cm 以下養分含量顯著降低；另外滴灌可適時適量灌溉施肥，“水分養分同時供應，少量多次，養分平衡”的施肥方式，有利于提高水肥利用效率。另外，滴灌不僅對水肥分布產生影響，與普通溝灌相比，其獨特的水肥供應方式和灌溉量使作物的整個養分吸收過程和運移機制表現出明顯的差異。

第四、根系是連接植物與土壤的橋梁，也是感知土壤環境的器官，對土壤環境變化極其敏感。滴灌土壤水肥分布的最大特點是淺層區域分布，由于根系生長趨水和趨肥的特點，應用滴灌技術進行灌溉，玉米根系將主要分布在滴頭濕潤峰到達的范圍內，根系貼近地表分布生長。滴灌作物的根系主要分布在水平與垂直均相對較小的橢圓形范圍內；普通溝灌玉米的根系主要分布在水平與垂直均大于滴灌的柱形范圍內。

這是水肥一體化后的根系分布范圍及根區水肥分布狀況。

根系是作物吸收養分的主要器官，也是養分在植物體內運輸的重要部位；根系獲取土壤中礦質養分的方式主要有截獲（根系生長中遇到養分）、質流（養分隨著水分流動到根系附近）、擴散（土壤溶液中的養分離子，隨著濃度梯度向根系運移）三種方式；施肥可以增加土壤溶液中的養分濃度，從而直接增加質流和截獲的供應量，同時增強養分向根系的擴散勢；因此合理施肥是提高土壤養分供應量、提高作物單產和擴大物質循環的保證。

作物生長離不開水肥，水肥對于作物生長同等重要，根系是吸收水肥的主要器官，肥料必須溶于水才能被根系吸收，施肥亦能提高水分利用，水或肥虧缺均對作物生長不利。

因此，植物通過根系吸收養分，然后通過木質部和韌皮部進行循環，這一點與人類血液循環中動靜脈的關系一致。滴灌水肥一體化將養分施在土壤或者說是根區，依靠作物主動吸收參與作物的養分循環和累積，這一點與肌肉注射有很大的相似之處，漫灌、噴灌在這一方面可能不如滴灌，只能做到外敷。因此，水肥一體化只是相當于人類藥學發展歷程中的肌肉注射或者靜脈注射。未來施肥的努力方向是什么？我個人認為：靜脈施肥，做到根在哪，肥在哪，水在哪；未來努力的方向就是靶向施肥，做到根區～水區～肥區的三者統一。這是水肥一體化技術的理論與技術發展的關鍵所在。

來源：梁飛談水肥