畜牧家禽網 來源:互聯網
閱讀數:
非充分灌溉的理論基礎是水分脅迫對作物的影響。植物高效用水生理調控與非充分灌溉理論研究不斷深刻,利用植物生理特點改良植物水分利用效率的研究愈加引人關注。
20世紀70年代以來,大批研究結果表明,植物各個生理進程對水分虧缺的反應各不相同,而且水分脅迫能夠改變光合產物的分配。同時一些研究還表明,水分脅迫并非完全是負效應,特定發育階段、有限的水分脅迫對提高產量和品格是有益的,結果證實作物在某些階段經受適度的水分脅迫,對于有限缺水具備一定的適應性和抵擋性效應。通常以為,植物在水分脅迫解除后,會表現出一定的填補生長功能。在某些情況下,水分虧缺不僅不下降作物的產量,反而能增長產量、提高水分利用效率;并在此基礎上提出了非充分灌溉、調虧灌溉等節水灌溉新方法。但是,這些理論僅思索有限的水量在時間和空間上的優化分配,沒有思索水—泥土—作物—空氣系統的反饋機制,特別是作物根系功能和根區泥土濕潤方法變革對提高作物水分利用效率與節水的作用,對如何經過改變根區空間的泥土濕潤方法,誘發根—土系統結構和功能的有利變革,達到改良根系微域內的水分、養分有效性,刺激根系吸收的填補效應和作物氣孔的最優調節,提高根區水肥利用效率的研究比較少。
目前的研究已經發現根區泥土充分濕潤的作物通常其葉氣孔開度較大,以致于其單位水分耗費所產生的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氣孔的反應不同,在通常條件下,光合速率隨氣孔開度增大而增長,但當氣孔開度達到某一值時,光合增長不顯然,即達到飽和情況,而蒸騰耗水則隨氣孔開度增大而線性增長;因此,在充分供水、氣孔充分張開的條件下,即使涌現氣孔開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,達到以不犧牲光合產物積攢而大批節水的目標。
同時有研究結果表明,根系部分區域單調時根ABA能夠作為一種水分脅迫的信號,因為它的強度隨干旱程度的加劇而增長,它能幫助植物檢測泥土中的有效水量,且據此調節其水分耗費,提高植物水分利用效率。植物水分生理和SPAC理論研究的最新進展為非充分灌溉技巧的發展提出了新的研究方向,并在此基礎上,系統提出的“節制性作物根系分區交替灌溉”的節水技巧系統。基于對植物水分生理進程的研究,國內外已經提出許多新的節水技巧概念,如限水灌溉(Limitedirrigation)、非充分灌溉(No—fullirrigation)與調虧灌溉(Regulateddeficitirrigation)等等,對由傳統的豐水高產型灌溉轉向節水優產型灌溉,提高水的利用效率起到了主動作用。調虧灌溉是非充分灌溉技巧研究的熱門之一。
調虧灌溉是一種基于作物生理生化進程受遺傳特點或生長激素的影響,在作物生長發育的某些階段主動施加一定的水分脅迫,即人為地讓作物經受適度的缺水訓練,從而影響光合同化產物向不同組織器官的分配,以調節作物的生長進程,改良產品品格,達到在不影響作物產量的條件下提高水分利用效率的目標非充分灌溉技巧。“節制性作物根系分區交替灌溉”節水技巧系統是非充分灌溉技巧研究的最新進展。“節制性作物根系分區交替灌溉”節水技巧系統強調交替節制部分根系區域單調、部分根系區域濕潤,以利于交替使不同區域的根系經受一定程度的水分脅迫訓練,刺激根系吸收填補功能,引誘作物部分根系處于水分脅迫時的木質部汁液ABA濃度的升高,以調節氣孔維持最適宜開度,達到以不犧牲作物光合產物積攢而提高作物水分利用效率的目標。同時,還可減少再次灌水間隙期間棵間泥土濕潤面積,減少棵間蒸發喪失;因濕潤區向單調區的側向水分活動而減小深層滲漏。該項技巧具備良好的開發前景和節水效果。今后研究的主要方向是節制性作物根系分區交替灌溉對作物水分利用的影響和節水機理,時空交替節制變量的判別等。
非充分灌溉條件下的作物水分生產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計回歸分析模型,缺少明白的物理意義,且水分敏感系數或指數在不同地區和同一地區不同水文年間的變革較大。因此,經過對非充分灌溉條件下作物產量與水分關系的研究,建立參數變革比較鞏固且具備較強物理意義的水分生產模型,并思索不同泥土肥力和鹽分程度對作物缺水敏感指數的調節作用,實現水肥鹽聯結調控是非充分灌溉模型研究的最新方向。同時,隨著鄉村產業結構和種植結構的調整,需要由研究單點的作物水分生產函數,轉向研究區域領域內的作物水分生產函數及其散布特點;從傳統地研究小麥、玉米、棉花等大田作物的水分生產函數,轉向研究經濟作物水分生產函數;而且對于不同作物和不同地區適用的非充分灌溉模式亦需進一步的深刻研究。
關于有限灌溉水在作物間和作物生育期不同生育時段間的優化分配技巧問題,國內外最新的研究進展是在編制不同虧水度作物生長模仿模型的基礎上,將作物水分生產模型廣泛地運用于灌溉系統的模仿,提出了各種不同配水盤算的預測效果,制訂了相應的作物非充分灌溉模式與履行操作技巧,形成非充分灌溉設計軟件,特別是基于網絡、便于基層水管人員或農戶使用的非充分灌溉設計軟件。3S技巧的運用是非充分灌溉技巧的最新進展之一。GIS空間信息解決技巧及相應盤算機軟件、高性能微機工作站及數字地圖及數字地形高程等技巧的涌現,使得與水文水環境、灌溉水管理等有關的地理空間材料的獲取、管理、分析、模仿和顯示變為可能,為流域或區域領域內多作物的非充分灌溉模型建立和模仿、預測,判別適宜的種植結構和灌水分配計劃,供給了現實工具。
20世紀60年代后期遙感技巧的運用為用能量平衡法盤算區域作物需水量供給了技巧上的可能,20世紀80年代以后,利用遙感作物冠層溫度估算區域需水量散布的研究變得十分活潑,并在一些發達國家得到了一定的運用。今后研究的重點是判別土地利用、地表植被—遙感熱影象—需水量盤算模型參數的定量對應關系,解決植物水分信息采集、監測、診斷、評估和區域植物缺水信息與泥土墑情監測和實時預報問題,建立植物缺水信息診斷指標系統,為判別調虧的額度和適宜的灌水時間提綱決策依據。
非充分灌溉理論與其余灌水方法的系統集成也是非充分灌溉技巧的研究進展之一。發展趨向是非充分灌溉原理與不同灌溉技巧情勢聯結起來,分別判別最優的供水模式及灌水技巧因素的組合,并研制開發相應的配套裝備,將非充分灌溉系統與泥土、植物、大氣水分信息采集系統,灌溉決策系統連網,實現主動化、數字化的田間非充分灌溉,以提高勞動生產率和灌溉水利用效率;在缺水地區實現雨水集蓄利用、農作保墑技巧和非充分灌溉的有機聯結,發展集雨節水旱作農業,技巧開發的重點是標準化、系列化、主動化的雨水利用系統和利用分散、零碎水源行走式節水機具。非充分灌溉技巧的另一研究重點是,非充分灌溉條件下的水分環境調控技巧,即在入滲和蒸發水量減少條件下如何維持農田的水熱、水鹽等物理平衡,特別是存在泥土次生鹽堿化威脅的地區,是否會導致泥土鹽分積攢的問題以及防治對策的研究。
①本網注明“稿件來源:畜牧家禽網(Agroxq.com)”的所有文字、數據、圖片和音視頻稿件,版權均屬“畜牧家禽網”(Agroxq.com)所有,任何企業、媒體、網站或個人未經本網協議授權不得轉載、鏈接、轉貼或以其他方式復制使用。凡經本網協議授權,在使用時必須注明“稿件來源:畜牧家禽網(Agroxq.com)”,違者本網將依法追究責任。
②本網未注明“稿件來源:畜牧家禽網(Agroxq.com)”的文/圖等稿件均為轉載稿,本網轉載出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。如其他媒體、網站或個人從本網下載使用,必須保留本網注明的“稿件來源“,并自負版權等法律責任。如擅自篡改為“稿件來源:畜牧家禽網(Agroxq.com)”,本網將依法追究責任。如對稿件內容有疑議,請及時與我們聯系。
③因互聯網信息的冗雜性及更新的迅猛性,本網無法及時聯系到所轉載稿件的作者,如本網轉載稿涉及版權等問題,請相關作者見稿后兩周內及時來電或來函與“畜牧家禽網”(Agroxq.com)聯系。