非充分交替灌溉理论小结

一：基础知识

1.0植物生理需水

物的需水量因作物的种类而异。在只能根据科学研究和人民的长期实践进行总结。比如，大豆和水稻需水量最多。小麦和甘蔗次之。高粱和玉米最少 。同一作物不同的发育时期对水分的要求也不同。

2.0传统的丰水灌溉理论

   传统的丰水灌溉理论认为，为了不影响作物的正常生长发育并使其最终产量达到最高，作物在各个生育阶段所需的水分都必需得到满足，并自始至终使作物保持一种最佳的水分环境.

3.0非充分灌溉理论

    但是最近科学研究表明：水分亏缺并不总是降低产量，有限的适度水分亏缺反而有利于某些作物经济产量的增加。据此提出非充分灌溉概念

二：理论依据

1.0光合与蒸腾对气孔开度的反应不同 一般条件下，光合速率随气孔开度增加而增加，但当气孔开度达到某一值时，光合速率增加不再明显；而蒸腾速率则随气孔开度增大而线性增加。

2.0局部干燥区域的根信号能帮助改变作物的气孔开度从而调节水分消耗 研究表明当植物生长在干燥土壤中时，产生一种根信号，主要是脱落酸(ABA)，能帮助植物检测土壤中的有效水量且据此调节其水分消耗^[7，8]。

3.0交替控制使部分根系经受一定程度的水分胁迫，能刺激根系的补偿功能，提高根系传导能。

4.0交替湿润局部根区可减小棵间土壤蒸发和根区深层渗漏，提高贮存在根区的水分有效性 交替湿润局部根区减少了棵间土壤湿润面积，因此减少了棵间土壤蒸发，同时，由于局部区域干燥和局部区域湿润，存在局部湿润区域向干燥区域的侧向水分运动，加之总灌水量的减小，使灌水入渗深度减小，因而有更多的水分被保持在根区范围内，减少了深层渗漏。提高了灌水-根系土壤贮水-作物根系吸水之间的转化效率和水的有效性，有利于提高水分利用效率。

三：意义作用

1.0提高了田间土壤储水效率和天然降水的有效利用率。

田间土壤储水效率=（ ）。天然降水的有效利用率=（ ）

2.0提高了土壤储水与作物根系吸水间的转化效率。

土壤储水与作物有效转化率=（ ）

3.0优化了气孔行为，提高了作物的水分利用效率

4.0干湿交替，使光合产物在不同器官之间得以最优分配，提高了资源利用率

5.0减少了灌溉用水总量，提高了作物的水分生产效率

   水分生产效率=（ ）

四：应用试验

1.0人工气候室盆栽玉米根系分区交替供水试验

   实验结果表明，控制1/2区域交替灌水对根系生长具有促进作用。与1/2固定区域相比，它能使根系在土壤中均匀分布、叶片气孔开度有不同程度的减小，蒸腾速率和光合速率都有所降低，但蒸腾速率比光合速率减小的比例大。实验证明：当土壤含水率下限范围在(55%～65%)θ_F时，将根系分为两个区域进行干湿交替供水，生物产量虽下降5.9%～11%，但耗水量下降了34.4%～36.8%，节水效果较明显。

2.0温室中玉米垂直分根交替灌水试验

   实验结果表明，不论何种灌水间隔，均是上下交替灌(AW)玉米植株所吸收的K和N较多；而且灌水间隔为5d时对玉米根系吸收K和N较有利。从表4可看出，从减少作物耗水和不对干物质积累产生较大影响出发，也是灌水间隔为5d，采用上下交替灌(AW)效果较好。因此，从垂直分根交替供水看，它也有利于改进作物根系吸收能力和提高水分利用效率。

3.0大田玉米隔沟交替灌水试验

    实验结果表明，在不同灌水方式相同灌水量下，交替隔沟灌溉的根系密度最大、产量与水分利用效率也最高，而且当灌水量由315mm减小到210mm或157.5mm时，交替隔沟灌溉的减产不明显。因此，从田间应用效果看，交替隔沟灌溉的确能达到以不牺牲产量而大量节省水量，大幅度提高作物水分利用效率的目的。

4.0梨树根系分区交替灌水试验

实验结果表明，交替部分根灌溉(API)虽然其平均单个水果的重量有所降低，但每树的水果个数明显增加，其产量最大，而耗水量相对减小，因此，无论其水分利用效率或灌溉水利用效率均明显增加。

五.综述：

 “控制性作物根系分区交替灌溉”它可以通过改变根区土壤湿润方式，激发作物根系的吸收补偿功能及木质部ABA浓度的变化，以调节气孔开度，达到以不牺牲作物光合产物积累而大量减少其蒸腾耗水而节水的目的。同时，还可减少每次灌水间隔期间的棵间土壤蒸发，因湿润区向干燥区的侧向水分运动而减少深层渗漏和养分流失。