在对水分消耗与产量（或同化物生产）关系剖析的基础上，引入边际水分利用效率与水分生产弹性系数概念，探讨具有动态特征的作物生产、水分消耗与水分利用效率间的内在联系。就作物产量层次上的水分利用效率而论，当Ｙ＝ｆ（ＥＴ）表现为线性时，ＷＵＥ随ＥＴ的变化趋势直接受常数项的取值条件的影响；当Ｙ＝ｆ（ＥＴ）表现为二次抛物线时，随着ＥＴ的增加，ＷＵＥ的最大值要先于Ｙ的最大值而提前达到，使ＷＵＥ达到最大值的ＥＴ值等于常数项与二次项系数之比的算术平方根，在其之前，ＷＵＥ渐增，在其之后，ＷＵＥ渐降。

为鉴别保水剂对不同作物水分利用效率及产值的影响,以便于保水剂的应用与推广,在干旱半干旱区选择了西瓜、马铃薯和玉米3种作物,在干旱区选择了春小麦、向日葵、玉米和番茄4种作物,以不同作物不施保水剂为对照,分析比较了不同作物施用保水剂的水分利用效率、水分产出率、产量和产值。结果表明干旱半干旱区西瓜的增产值最大,但马铃薯的增值率最高且节水效果最好。干旱区向日葵的增产值最大,但玉米的增值率略高于向日葵且有很好的节水效果。根据不同作物施用保水剂的水分利用效率和增产值情况,建议干旱半干旱区推广、应用保水剂应优先选择马铃薯、西瓜,干旱区应优先选择向日葵、玉米。

根据多年田间定位试验资料,研究分析了秸秆覆盖对土壤蓄水、保水和供水的影响。结果表明,在秸秆覆盖下土壤蓄水比对照多45.2～69.3mm,土壤蒸发量比对照减少21.5％～63.2％。而且秸秆覆盖所增加的蓄水量的60％～83％集中在0～50cm土层内;秸秆覆盖有调控土壤供水的作用,使作物苗期耗水减少,需水关键期耗水增加,农田水分供需状况趋于协调。在秸秆覆盖下作物耗水系数比对照减少15.5％～16.7％,作物水分利用效率比对照提高0.11～0.31kg·mm~(-1)·亩~(-1)。秸秆覆盖技术大面积推广后,可能会大量节约农业用水,使北方旱区有限的水资源得到高效利用。

从植物不同种属和品种的水分利用效率差异、水分利用效率的进化、水分利用效率的遗传及基因定位和分子标记、水分利用效率的转基因和基因克隆、水分利用效率的育种改良及生物节水研究发展趋势等方面介绍了国内外的研究进展,说明水分利用效率遗传育种改良研究日益受到重视,并将在生物节水、节水农业方面发挥重要作用。

以大气CO2浓度和温度升高为主要标志的全球气候变化对作物水分利用效率产生重要影响,作物水分利用效率对CO2浓度和温度升高的响应特征与机理研究,对揭示气候变化对作物生长的影响及其机制具有重要作用和意义。本文分别介绍了作物水分利用效率对CO2浓度和温度升高的响应研究进展,CO2浓度和温度升高对作物水分利用效率的协同效应,以及CO2浓度与温度升高对作物水分利用效率影响的实验研究方法,并提出了作物水分利用效率对CO2浓度和温度升高响应研究仍需要解决的几个关键问题:①多因子协同效应;②不同品种的响应差异;③不同尺度水平的响应过程;④作物水分利用效率对气候变化的适应性。

为探究华北地下水超采区冬小麦进一步减灌节水的有效栽培措施,2013—2016年,以石麦15为试材,进行只灌底墒水、生育期不灌溉的贮墒旱作模式(W0)与现行春季灌2水的节水灌溉模式(W2)比较试验,研究2种栽培模式对冬小麦耗水特征和水分利用效率的影响。结果表明:1)W0与W2相比,3年平均产量降低16.6%,主要是因为穗数和穗粒数减少,库容降低,但千粒重明显增加;2)W0全生育期耗水强度较低,主要是拔节后耗水强度逐渐降低,其总耗水量比W2减少52mm;3)与W2相比,W0提高了土壤水分利用率,开花前较多地利

黄淮海平原是中国重要的粮食生产基地,也是水资源严重短缺地区。提高农田水分利用效率,在维持高产的前提下大幅度减少农业用水量,对缓解地区水资源危机、保障国家粮食安全具有重要意义。本文针对黄淮海平原现状,结合相关领域的国内外研究进展,分析提出了实现地区农田节水增产增效的对策及当前需要重点突破的理论与技术难点,主要包括4个方面:控制作物群体奢侈蒸腾耗水量的理论基础与方法;降低农田非生产性耗水的理论与途径;缓解地区淡水资源危机的非常规水安全持续利用机理与途径;基于区域水资源供需平衡的水分生产力均衡提升的机理与途径。最后提出黄淮海平原农田高效用水基础研究的主要挑战并展望了未来可能取得重大突破的领域。

【目的】研究深松(耕)方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量、水分利用效率和经济效益的影响,筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为构建砂姜黑土合理耕层提供依据。【方法】试验设置5个冬小麦-夏玉米周年耕作处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕(ART+SNT,对照)、秋季深松+夏季免耕(ASS+SNT)、秋季深耕+夏季免耕(ADMP+SNT)、秋季深耕+夏季下位深松(ADMP+SSSS)和秋季深耕+夏季侧位深松(ADMP+SSSL)。研究深松(耕)方式对冬小麦-夏玉米土壤物理特性、根系形态、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】深松(耕)显著降低了土壤紧实度和土壤三相比R值,促进了冬小麦和夏玉米根系生长,提高了作物产量和水分利用效率,且深耕的效应大于深松,在冬小麦季深松(耕)的影响大于夏玉米季。与秋季旋耕+夏季免耕相比,秋季深松(耕)土壤紧实度降低20.9%,土壤三相比R值降低12.9%,作物根系干重密度增加29.8%,冬小麦、夏玉米及周年总产分别增加22.0%、8.8%和15.2%,冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率分别增加18.2%、7.9%和14.0%,经济效益增加19.8%。秋季深耕+夏季深松对土壤耕层特性的改良效果优于单一秋季深松(耕),其作物根系生长、产量和水分利用效率均高于单一秋季深松(耕)。与单一秋季深松(耕)相比,秋季深耕+夏季深松(ADMP+SSS)土壤紧实度和土壤三相比R值降低5.6%和15.0%,作物增产4.4%,水分利用效率和经济效益增加4.0%和3.3%。5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松对土壤耕层特性的改良效果最好,作物根系生长量、产量和水分利用效率最高。秋季深耕+夏季侧位深松土壤紧实度和土壤三相比R值比秋季旋耕+夏季免耕分别降低28.4%和26.6%,夏玉米根长、根系表面积、根系体积和根系干重密度分别增加67.0%、45.3%、23.1%和49.5%。秋季深耕+夏季侧位深松冬小麦、夏玉米和周年作物产量比秋季深耕+夏季免耕分别增加5.5%、3.4%和4.4%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加27.8%、11.6%和19.4%;冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率比秋季深耕+夏季免耕分别增加3.7%、3.5%和4.1%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加20.9%、10.7%和18.1%;经济效益比秋季旋耕+夏季免耕增加24.4%。【结论】秋季深耕+夏季深松的作物产量和水分利用效率均高于单一秋季深松(耕)。在5个不同的深松(耕)方式处理中,秋季深耕+夏季侧位深松的产量和水分利用效率最高,是砂姜黑土区适宜的深松(耕)方式。

通过对供水和干旱下春小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）和夏玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）生理生态适应研究表明：作物水分利用效率（ＷＵＥ）、光合速率（Ｐｎ）日变化受干旱缺水影响明显，干湿处理间其差别最明显时段为下午（１２：００～１６：００）；缺水时作物Ｐｎ在午前段以气孔限制为主，午后段则以非气孔限制为主；缺水对ＷＵＥ日变化影响作用与叶水势，以及大气环境因素，特别是大气相对湿度和叶温关系密切。

【目的】研究高产条件下不同畦宽灌溉对小麦耗水特性和产量及水分利用效率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】于2010—2011年和2011—2012年小麦生长季,在山东兖州小孟镇史家王子村(35°24′N,116°24′E)高产麦田以高产冬小麦品种济麦22为试验材料,在地表纵向比降为2.09‰、畦长为60 m条件下,设置1.0、1.5、2.0和2.5 m 4个畦宽处理,分别用W10、W15、W20和W25表示,各处理均在拔节期用水龙带从机井口引水至畦首灌水,水龙带出水口安装水表计量灌水量。改口成数为90%。将畦田沿灌水水流方向划分为0—20、20—40和40—60 m 3个区间,用烘...

针对低平原区水资源缺乏问题，研究不同降雨年型下不同灌溉模式对小麦的产量、耗水组成、耗水量及水分利用效率等的影响，为水资源高效利用提供依据。试验于２０１２—２０１３年和２０１３—２０１４年２个小麦生长季进行，采用裂区设计，以春季５个灌溉模式作为主处理（春季灌溉１水—Ｗ１、２水—Ｗ２、３水—Ｗ３和４水—Ｗ４，不灌溉作对照—Ｗ０），以３个不同类型小麦品种作为副处理（小麦品种衡观３５、石４１８５和衡４３９９）。研究结果表明：随灌溉量的增加，产量非线性增加，产量受降雨的多少和阶段分配的影响，２年分别以３水模式（少雨年）和４水模式（多雨年）产量最高，但２０１２—２０１３年度２水模式和３水模式产量差异不显著．．．

阐述了水分利用效率概念和测定方法的发展、水分利用效率的时间和空间变化规律、不同生活型植物的水分利用效率与水分利用效率的外在和内在影响因子、水分利用效率的遗传背景分析、水分利用效率和抗旱性关系及提高水分利用效率的措施,最后分析了今后水分利用效率的研究趋势。

通过对新疆农一师九团栽植5年树龄的红枣进行光合特性与水分利用效率日变化研究。结果表明:枣树叶片的Pn、Tr、Gs在日变化过程中均呈单峰曲线,但峰值出现的时间并不一致。峰值分别为21.2μmol.m-2.s-1、4.33 mmol.m-2.s-1、286.5mol.m-2.s-1,出现的时间为13:00、13:00和11:00。Ci的日变化曲线基本与Pn相反,9:00开始降低,11:00左右达到最低值,而Ls的日变化曲线基本与Pn相同,当Ci升高时Ls降低。WUE最高值为5.37μmolCO2.mmol-1H2O,出现在上午9:00,此后随着蒸腾速率的持续上升,水分利用效率开始下降。

北美杂交黑杨是一种速生但高耗水的树种,筛选高水分利用效率的黑杨品系有重要的理论和实际意义。本文研究了不同水分处理下,3个不同黑杨无性系DN-2、R-270、NE-19的长期水分利用效率(WUEL)、瞬时水分利用效率(WUEi)、叶片碳同位素组成(δ13C)、光合速率(Pn)、气孔行为及其相互关系。结果显示:无性系间WUEL、WUEi、δ13C、Pn、气孔行为都存在明显的差异。说明在黑杨无性系间也存在水分利用效率的差异性。其中NE-19是各处理中表现最优的无性系,具有最高的WUEL、WUEi、δ13C、Pn,而气孔密度和气孔导度最低。分析表明,气孔密度和气孔导度是导致无性系间WUEL、WUEi、...

为了确定沈阳地区潮棕壤土条件下大豆田间管理的最优水肥用量,采用分根交替灌溉技术,通过不同的水肥配合比,利用微型蒸发器,研究水肥耦合对大豆整个生育期的土壤棵间蒸发及水分利用效率的影响。结果表明:在大豆整个生育期内,棵间蒸发占总耗水量的35.99%~38.21%,不同处理间棵间土壤蒸发量为:W2N0>W1N0>W2N1>W2N2>W1N1,说明适量追施氮肥能够有效地抑制棵间土壤蒸发;不同水肥处理对大豆生育期棵间蒸发有一定的影响,最大相差达11.58mm;而对叶面蒸腾的影响较大,最大相差达18.17mm;不同处理下的蒸发强度与叶面积指数呈显著负相关,同时与表层土壤含水率呈显著正相关,二者决定系数均在...