西北旱区特色经济作物节水调质高效灌溉理论与模式研究

本项目重点研究西北旱区主要特色经济作物的耗水过程、估算模型和尺度提升问题，分析各种耗水估算方法在西北旱区不同类型特色经济作物中的应用条件，构建不同尺度上更为精确完善的耗水估算模型，发展特色经济作物耗水估算新方法，为西北旱区特色经济作物节水调质高效灌溉决策提供水分信息支持。在此基础上，探讨不同类型特色经济作物单项品质指标对不同阶段控水的响应规律与生理机制，筛选对水分响应敏感的不同类型品质指标，建立作物综合品质指标评价体系，提出基于需水信息与水分-品质-产量-效益综合模型优选节水调质高效灌溉模式的最优化决策方法，提出西北旱区不同特色经济作物的节水调质高效灌溉模式，用于指导特色经济作物土壤水分管理和制定精量控制灌溉决策。促进农业水利学科由基于作物水分-产量关系的非充分灌溉理论与实践向基于作物水分-品质-产量-效益综合关系的节水调质灌溉理论与实践转变，具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

本项目重点研究了西北旱区主要特色经济作物节水调质高效灌溉理论和模式，分析比较了不同耗水测定方法的精度和适用条件，筛选出适于西北旱区果园与温室作物的耗水监测方法；获得了典型年份特色经济作物的耗水过程与作物系数，明确了不同作物耗水的组成与主控因子；构建了适合果园和温室采用的耗水估算模型，提出了由叶片蒸腾到果园耗水的尺度提升方法；研究了特色经济作物若干水分生理指标对水分胁迫的响应机理，探讨了果树茎杆微变形作为水分诊断与灌水指标的可行性；优选出水分响应敏感型的不同类型品质指标，确定了不同水分敏感型品质指标对作物综合品质的权重，构建了综合品质评价体系和作物综合品质-水分函数；初步建立了基于作物水分-产量-品质综合函数的节水调质高效灌溉决策方法与应用模式。已在国内外期刊上公开发表学术论文49 篇，其中SCI 收录23 篇，EI 收录19 篇。该项目成果作为“干旱内陆河流域考虑生态的水资源配置理论与调控技术及其应用”成果的重要内容获2013 年度国家科技进步二等奖，作为“黄土区土壤-植物系统水动力学与调控机制”成果的重要内容获2013 年度国家自然科学二等奖。项目主持人和主要骨干完成的学术著作《西北旱区流域尺度水资源转化规律及其节水调控模式—以甘肃石羊河流域为例》一书入选第三届全国“三个一百”原创图书出版工程。项目主持人康绍忠院士2010年被英国Lancaster大学授予荣誉科学博士学位；带领的研究团队获2013年国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助；项目骨干杜太生教授获2012年国家自然科学基金优秀青年基金项目资助。依托本项目共培养已毕业研究生33 名，其中毕业获博士学位10 名，硕士学位23 名，1 人博士学位论文获全国百篇优秀博士学位论文。