调亏灌溉对黑河中游玉米和番茄生产力形成的影响及机理

水资源矛盾是西北内陆河流域经济社会发展和生态安全面临的最大挑战，缓解流域水资源矛盾必须最大限度地提高农田水分利用效率。本研究拟通过对黑河中游制种玉米和制酱番茄调亏灌溉的田间试验和控制实验，确定这两种作物调亏灌溉的适宜指标及其与施肥量的优化组合，分析土壤水分亏缺和养分增加对制种玉米和制酱番茄产量和品质的补偿效应和耦合效应、气孔行为对土壤水分亏缺和施肥的响应模式，阐明两种作物光合生产及其产物的分配格局影响产量和品质的机理、气孔导度影响作物蒸腾作用和水分利用效率的机理，在个体和农田尺度上揭示干旱区植物水分利用效率及对水分胁迫的适应机制，为干旱内陆河流域灌区集成调亏灌溉和农艺技术、提高制种玉米和制酱番茄生产的水资源利用效益提供技术支撑。

调亏灌溉通过主动调亏土壤水分而节水，能有效提高作物水分生产力和品质。本项目开展制种玉米和加工番茄调亏灌溉的试验研究，旨在确定提高黑河中游特色作物水资源利用效益的施肥灌溉措施，并揭示其调亏节水的机制。试验结果表明，加工番茄的调亏灌溉的适宜时期为开花坐果期、土壤水吸力0.4 MPa左右，调亏灌溉条件下适宜施氮量为175 kg•ha-1；调亏灌溉处理的水分利用效率比对照提高35%~44%。制种玉米适宜的调亏时期在拔节期、土壤水吸力0.4 MPa左右，调控条件下的适宜施氮量为360 kg•ha-1，水分利用效率比对照提高20%~22%。气孔关闭是加工番茄适应快速水分（PEG-6000模拟）胁迫的重要应激性响应，可溶性糖对番茄适应快速水分胁迫及维持叶片膨压起到积极的渗透调节作用。项目执行期间发表学术研究论文5篇，获得了有重要价值的理论成果，对提高干旱地区特色作物水资源利用效益和发展节水农业有重要意义。