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　　非充分灌溉的理論基礎(chǔ)是水分脅迫對(duì)作物的影響。植物高效用水生理調(diào)控與非充分灌溉理論研究不斷深刻，利用植物生理特點(diǎn)改良植物水分利用效率的研究愈加引人關(guān)注。

　　20世紀(jì)70年代以來(lái)，大批研究結(jié)果表明，植物各個(gè)生理進(jìn)程對(duì)水分虧缺的反應(yīng)各不相同，而且水分脅迫能夠改變光合產(chǎn)物的分配。同時(shí)一些研究還表明，水分脅迫并非完全是負(fù)效應(yīng)，特定發(fā)育階段、有限的水分脅迫對(duì)提高產(chǎn)量和品格是有益的，結(jié)果證實(shí)作物在某些階段經(jīng)受適度的水分脅迫，對(duì)于有限缺水具備一定的適應(yīng)性和抵擋性效應(yīng)。通常以為，植物在水分脅迫解除后，會(huì)表現(xiàn)出一定的填補(bǔ)生長(zhǎng)功能。在某些情況下，水分虧缺不僅不下降作物的產(chǎn)量，反而能增長(zhǎng)產(chǎn)量、提高水分利用效率；并在此基礎(chǔ)上提出了非充分灌溉、調(diào)虧灌溉等節(jié)水灌溉新方法。但是，這些理論僅思索有限的水量在時(shí)間和空間上的優(yōu)化分配，沒(méi)有思索水—泥土—作物—空氣系統(tǒng)的反饋機(jī)制，特別是作物根系功能和根區(qū)泥土濕潤(rùn)方法變革對(duì)提高作物水分利用效率與節(jié)水的作用，對(duì)如何經(jīng)過(guò)改變根區(qū)空間的泥土濕潤(rùn)方法，誘發(fā)根—土系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的有利變革，達(dá)到改良根系微域內(nèi)的水分、養(yǎng)分有效性，刺激根系吸收的填補(bǔ)效應(yīng)和作物氣孔的最優(yōu)調(diào)節(jié)，提高根區(qū)水肥利用效率的研究比較少。

　　目前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根區(qū)泥土充分濕潤(rùn)的作物通常其葉氣孔開(kāi)度較大，以致于其單位水分耗費(fèi)所產(chǎn)生的CO2同化物（即水分利用效率）較低；作物葉片的光合作用與蒸騰作用對(duì)氣孔的反應(yīng)不同，在通常條件下，光合速率隨氣孔開(kāi)度增大而增長(zhǎng)，但當(dāng)氣孔開(kāi)度達(dá)到某一值時(shí)，光合增長(zhǎng)不顯然，即達(dá)到飽和情況，而蒸騰耗水則隨氣孔開(kāi)度增大而線性增長(zhǎng)；因此，在充分供水、氣孔充分張開(kāi)的條件下，即使涌現(xiàn)氣孔開(kāi)度一定程度上的縮窄，其光合速率不下降或下降較小，則可減小大批奢侈的蒸騰耗水，達(dá)到以不犧牲光合產(chǎn)物積攢而大批節(jié)水的目標(biāo)。

　　同時(shí)有研究結(jié)果表明，根系部分區(qū)域單調(diào)時(shí)根ABA能夠作為一種水分脅迫的信號(hào)，因?yàn)樗膹?qiáng)度隨干旱程度的加劇而增長(zhǎng)，它能幫助植物檢測(cè)泥土中的有效水量，且據(jù)此調(diào)節(jié)其水分耗費(fèi)，提高植物水分利用效率。植物水分生理和SPAC理論研究的最新進(jìn)展為非充分灌溉技巧的發(fā)展提出了新的研究方向，并在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)提出的“節(jié)制性作物根系分區(qū)交替灌溉”的節(jié)水技巧系統(tǒng)。基于對(duì)植物水分生理進(jìn)程的研究，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)提出許多新的節(jié)水技巧概念，如限水灌溉（Limitedirrigation）、非充分灌溉（No—fullirrigation）與調(diào)虧灌溉（Regulateddeficitirrigation）等等，對(duì)由傳統(tǒng)的豐水高產(chǎn)型灌溉轉(zhuǎn)向節(jié)水優(yōu)產(chǎn)型灌溉，提高水的利用效率起到了主動(dòng)作用。調(diào)虧灌溉是非充分灌溉技巧研究的熱門之一。

　　調(diào)虧灌溉是一種基于作物生理生化進(jìn)程受遺傳特點(diǎn)或生長(zhǎng)激素的影響，在作物生長(zhǎng)發(fā)育的某些階段主動(dòng)施加一定的水分脅迫，即人為地讓作物經(jīng)受適度的缺水訓(xùn)練，從而影響光合同化產(chǎn)物向不同組織器官的分配，以調(diào)節(jié)作物的生長(zhǎng)進(jìn)程，改良產(chǎn)品品格，達(dá)到在不影響作物產(chǎn)量的條件下提高水分利用效率的目標(biāo)非充分灌溉技巧。“節(jié)制性作物根系分區(qū)交替灌溉”節(jié)水技巧系統(tǒng)是非充分灌溉技巧研究的最新進(jìn)展。“節(jié)制性作物根系分區(qū)交替灌溉”節(jié)水技巧系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)交替節(jié)制部分根系區(qū)域單調(diào)、部分根系區(qū)域濕潤(rùn)，以利于交替使不同區(qū)域的根系經(jīng)受一定程度的水分脅迫訓(xùn)練，刺激根系吸收填補(bǔ)功能，引誘作物部分根系處于水分脅迫時(shí)的木質(zhì)部汁液ABA濃度的升高，以調(diào)節(jié)氣孔維持最適宜開(kāi)度，達(dá)到以不犧牲作物光合產(chǎn)物積攢而提高作物水分利用效率的目標(biāo)。同時(shí)，還可減少再次灌水間隙期間棵間泥土濕潤(rùn)面積，減少棵間蒸發(fā)喪失；因濕潤(rùn)區(qū)向單調(diào)區(qū)的側(cè)向水分活動(dòng)而減小深層滲漏。該項(xiàng)技巧具備良好的開(kāi)發(fā)前景和節(jié)水效果。今后研究的主要方向是節(jié)制性作物根系分區(qū)交替灌溉對(duì)作物水分利用的影響和節(jié)水機(jī)理，時(shí)空交替節(jié)制變量的判別等。

　　非充分灌溉條件下的作物水分生產(chǎn)模型也是非充分灌溉技巧研究的熱門之一，并相繼提出了加法模型、乘法模型及加乘混雜模型等，但這些模型大多是統(tǒng)計(jì)回歸分析模型，缺少明白的物理意義，且水分敏感系數(shù)或指數(shù)在不同地區(qū)和同一地區(qū)不同水文年間的變革較大。因此，經(jīng)過(guò)對(duì)非充分灌溉條件下作物產(chǎn)量與水分關(guān)系的研究，建立參數(shù)變革比較鞏固且具備較強(qiáng)物理意義的水分生產(chǎn)模型，并思索不同泥土肥力和鹽分程度對(duì)作物缺水敏感指數(shù)的調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)水肥鹽聯(lián)結(jié)調(diào)控是非充分灌溉模型研究的最新方向。同時(shí)，隨著鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，需要由研究單點(diǎn)的作物水分生產(chǎn)函數(shù)，轉(zhuǎn)向研究區(qū)域領(lǐng)域內(nèi)的作物水分生產(chǎn)函數(shù)及其散布特點(diǎn)；從傳統(tǒng)地研究小麥、玉米、棉花等大田作物的水分生產(chǎn)函數(shù)，轉(zhuǎn)向研究經(jīng)濟(jì)作物水分生產(chǎn)函數(shù)；而且對(duì)于不同作物和不同地區(qū)適用的非充分灌溉模式亦需進(jìn)一步的深刻研究。

　　關(guān)于有限灌溉水在作物間和作物生育期不同生育時(shí)段間的優(yōu)化分配技巧問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外最新的研究進(jìn)展是在編制不同虧水度作物生長(zhǎng)模仿模型的基礎(chǔ)上，將作物水分生產(chǎn)模型廣泛地運(yùn)用于灌溉系統(tǒng)的模仿，提出了各種不同配水盤算的預(yù)測(cè)效果，制訂了相應(yīng)的作物非充分灌溉模式與履行操作技巧，形成非充分灌溉設(shè)計(jì)軟件，特別是基于網(wǎng)絡(luò)、便于基層水管人員或農(nóng)戶使用的非充分灌溉設(shè)計(jì)軟件。3S技巧的運(yùn)用是非充分灌溉技巧的最新進(jìn)展之一。GIS空間信息解決技巧及相應(yīng)盤算機(jī)軟件、高性能微機(jī)工作站及數(shù)字地圖及數(shù)字地形高程等技巧的涌現(xiàn)，使得與水文水環(huán)境、灌溉水管理等有關(guān)的地理空間材料的獲取、管理、分析、模仿和顯示變?yōu)榭赡埽瑸榱饔蚧騾^(qū)域領(lǐng)域內(nèi)多作物的非充分灌溉模型建立和模仿、預(yù)測(cè)，判別適宜的種植結(jié)構(gòu)和灌水分配計(jì)劃，供給了現(xiàn)實(shí)工具。

　　20世紀(jì)60年代后期遙感技巧的運(yùn)用為用能量平衡法盤算區(qū)域作物需水量供給了技巧上的可能，20世紀(jì)80年代以后，利用遙感作物冠層溫度估算區(qū)域需水量散布的研究變得十分活潑，并在一些發(fā)達(dá)國(guó)家得到了一定的運(yùn)用。今后研究的重點(diǎn)是判別土地利用、地表植被—遙感熱影象—需水量盤算模型參數(shù)的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系，解決植物水分信息采集、監(jiān)測(cè)、診斷、評(píng)估和區(qū)域植物缺水信息與泥土墑情監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)問(wèn)題，建立植物缺水信息診斷指標(biāo)系統(tǒng)，為判別調(diào)虧的額度和適宜的灌水時(shí)間提綱決策依據(jù)。

　　非充分灌溉理論與其余灌水方法的系統(tǒng)集成也是非充分灌溉技巧的研究進(jìn)展之一。發(fā)展趨向是非充分灌溉原理與不同灌溉技巧情勢(shì)聯(lián)結(jié)起來(lái)，分別判別最優(yōu)的供水模式及灌水技巧因素的組合，并研制開(kāi)發(fā)相應(yīng)的配套裝備，將非充分灌溉系統(tǒng)與泥土、植物、大氣水分信息采集系統(tǒng)，灌溉決策系統(tǒng)連網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)化、數(shù)字化的田間非充分灌溉，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和灌溉水利用效率；在缺水地區(qū)實(shí)現(xiàn)雨水集蓄利用、農(nóng)作保墑技巧和非充分灌溉的有機(jī)聯(lián)結(jié)，發(fā)展集雨節(jié)水旱作農(nóng)業(yè)，技巧開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、主動(dòng)化的雨水利用系統(tǒng)和利用分散、零碎水源行走式節(jié)水機(jī)具。非充分灌溉技巧的另一研究重點(diǎn)是，非充分灌溉條件下的水分環(huán)境調(diào)控技巧，即在入滲和蒸發(fā)水量減少條件下如何維持農(nóng)田的水熱、水鹽等物理平衡，特別是存在泥土次生鹽堿化威脅的地區(qū)，是否會(huì)導(dǎo)致泥土鹽分積攢的問(wèn)題以及防治對(duì)策的研究。