作物非充分灌溉健康生长需水量计算与生理节水潜力

解决水资源供需矛盾的一个重要途径是在弄清作物基本用水需求的条件下，科学合理地配置和使用水资源。作物需水量是确定农业用水量的基本依据。针对非充分灌溉在我国开始广泛应用,而对其需水量及其计算方法研究不够的实际，采用田间试验和理论研究相结合的方法，以作物不减产或少减产为原则，研究实际作物系数与植物表面水分指标的关系，提出基于生理生态参数的作物系数计算模型，建立作物实际蒸发蒸腾量的一步计算模型；研究非充分灌溉农田棵间土壤蒸发与作物蒸腾的变化关系，建立作物叶面积指数或生物量与作物系数和土壤水分修正系数之间的关系，利用高光谱遥感的数据改进土壤水分修正系数；研究冬小麦和玉米非充分灌溉健康生长需水量和需水规律，探明不同目标产量下的作物生理节水潜力。为科学合理地计算作物需水量，发展节水灌溉，确定农业用水定额，实现水资源优化配置提供理论依据，因此，本项目在理论和实际应用中都具有十分重要的意义。

作物需水量是确定农业用水量的基本依据。随着水资源的日益紧缺，作物灌溉已经从传统的充分灌溉转变为非充分灌溉，而目前对非充分灌溉条件下作物实际需水量和计算方法研究尚不够充分。按照课题申请书的研究内容及研究计划，本项目利用田间试验和理论分析相结合的方法，开展了非充分灌溉作物健康生长的需水规律、作物蒸发蒸腾量一步计算方法及非充分灌溉条件下作物实际蒸发蒸腾量计算方法等方面的研究。取得了以下主要成果：揭示了作物在非充分灌溉条件下的生理响应及需水规律，获得了本地区优化的非充分灌溉模式，即保证作物抽穗灌浆期充分供水，其他生育期施加不同程度的水分胁迫，与传统充分灌溉相比，节水了20-30%，水分利用效率提高了11%；确定了不同生长阶段作物表面阻力、水分状况和光谱特性变化规律，建立了基于高光谱遥感信息的作物生理生态参数估算模型，进一步明确了作物系数与生理生态参数的关系；建立了基于作物覆盖度的土壤蒸发比例估算模型；提出了非充分灌溉条件下考虑农田水分状况的作物蒸发蒸腾量计算方法，能够解释作物需水规律87%的变异性，为节水灌溉和水资源配置与管理中科学合理的确定作物需水量提供理论依据。.本研究获发明专利1项，发表学术论文20篇，其中SCI收录3篇，EI收录8篇，共有7名博士和5名硕士研究生参与了本课题的研究，其中已毕业博士研究生3名，硕士研究生4名。