《土壤水分虧缺對冬小麥耗水的脅迫影響及其定量表征》是依託中國農業大學，由左強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：土壤水分虧缺對冬小麥耗水的脅迫影響及其定量表征
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：左強
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
土壤水分虧缺是我國農業生產所面臨的常態，並將日趨嚴重。作為作物水分需求的唯一來源，根區土壤水的數量固然重要，但究竟有多少水分能被作物吸收利用還取決於水分與根系之間的相對分布關係以及作物所受前期水分脅迫程度的滯後效應，然而，以往對作物水分脅迫程度的評估通常卻只片面考慮了土壤水的數量。為準確描述土壤水分虧缺對冬小麥的水分脅迫影響，本項目擬採取理論分析與試驗研究（室內土柱試驗、田間試驗及數值試驗）相結合的方法，以土壤-冬小麥系統中的水流過程（吸水-耗水）為主線，探索根區土壤水分條件（包括水量、水分分布及其與根系分布之間的關係）與前期水分脅迫對冬小麥根系吸水和蒸騰的影響及其定量描述方法，並在此基礎上對基於根區土壤水分狀況評估作物水分脅迫程度的傳統方法進行改進。相關研究成果對於合理制定灌溉制度、科學評價和配置農業水資源並提高農業用水效率、以及豐富農業灌溉理論體系等均具有十分重要的意義。
結題摘要
以往對作物水分脅迫程度的評估通常只片面考慮了土壤水的數量，但究竟有多少水分能被作物吸收利用還取決於水分與根系之間的相對分布關係以及作物所受前期水分脅迫程度的滯後效應。本研究通過冬小麥栽培室內土柱試驗、田間試驗和春玉米膜下滴灌田間試驗，以及不同情景條件下的數值試驗與數值模擬，探索了根區土壤水分虧缺與分布對作物蒸騰及根系吸水的影響及定量表征方法，改進與完善了植物水分虧缺指數（PWDI）的估算方法，並對其實際套用效果進行了有效評估。結果表明：(1)較傳統方法（基於根區土壤含水量或基質勢的算術平均值估算PWDI）而言，改進方法（基於根區土壤水量及其與根系之間的相對分布關係估算PWDI）可以更為準確地評估作物水分虧缺狀態；(2)最佳化非線性土壤水分脅迫修正係數的參數時，若忽略根系分布（因素1）、作物生長狀況不同所導致潛在蒸騰的差異（因素2）及根系吸水的滯後效應（因素3）等因素的影響，會導致相對蒸騰速率的估算產生20-40%的誤差；(3)通過引入水分虧缺綜合指數考慮作物所受前期水分脅迫經歷可構建水分脅迫恢復係數，從而較為準確地表征水分脅迫滯後效應，使蒸騰估算和土壤水分動態模擬更為可靠；(4)在控制灌溉效應方面，與傳統方法相比，綜合考慮上述3因素後顯著提高了作物的灌溉頻率和灌溉量，有效緩解了作物水分脅迫程度，導致地上部生物量、葉面積指數、籽粒產量和蒸騰耗水量均顯著升高，但水分利用效率並未出現顯著下降。相關研究成果可為合理制定灌溉制度、科學評價和配置農業水資源並提高農業用水效率提供科學、合理、可靠的理論依據。 在本項目的資助下，共發表SCI收錄論文2篇、獲發明專利1項、軟體著作權登記1項，培養畢業博士研究生1名、碩士研究生4名，較為圓滿地完成了原研究計畫任務書所擬定的研究任務。
