[发明专利]一种基于复水水分利用效率判定作物灌水时间点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于复水水分利用效率判定作物灌水时间点的方法，属于农业作物节水技术应用领域。

背景技术

水分是影响农作物生长发育的主要因子之一，在不同的生长发育期农作物对水分的需求不尽相同，因此，进行合理的灌水对作物的生长发育以及产量的提高具有积极的作用。传统的灌水制度尤其灌水时间的确立大多是建立在土壤研究或遥感技术的基础之上，真正的节水技术需要充分考虑作物的生理机能在作物水分亏缺调控中的作用，传统的确定灌水时间的方法多存在针对性不强以及不能从根本上解除土壤旱情的问题。因此，在充分利用现代农业先进技术改良灌溉系统的同时，结合作物自身抗旱潜力，找准灌水时间点，减少灌水频次，改良灌水模式，实现作物水分的供需平衡，提高水分利用效率。

干旱胁迫下，作物外观形态上多表现为叶片卷曲甚至枯黄，作物的生长已经受到影响。此时进行灌溉已经有所延迟，未必能够完全补偿干旱对作物造成的伤害。如果不待植物有干旱生理表现而灌溉，则会造成水分浪费，不利于节水农业的实施，甚至会对植物光合及其生产量产生不利影响。作物叶片的气孔导度、叶水势、叶片含水率、冠层温度、蒸腾速率、茎杆直径的变化等即时指标经常被作为植物水分亏缺状况的依据，而碳酸酐酶在作物处于干旱逆境时通过分解体内碳酸氢根离子为作物提供水分和二氧化碳，改变叶片水势或气孔导度等指标的变化规律，该过程的效果具有延迟性，不容易被仪器即时监测出来，影响人们对作物水分亏缺状况的精确分析及判断，达不到节水灌溉的目的。

实现节水灌溉最重要的是提高灌水利用效率减少农业用水资源的浪费，灌水利用效率可以作为灌水时间点选择的重要依据。通过Li-6400便携式光合测量系统测定并计算出的水分利用效率也只是即时的单位蒸腾速率下作物所获得的净光合速率，主要受到气孔导度的影响，未能充分考虑到作物体内碳酸酐酶分解细胞内碳酸氢根离子而为其自身提供的潜在水源所导致的延迟节水效应。本专利所定义的复水水分利用效率则是在给予碳酸酐酶充足作用时间下而计算出来的水分利用效率，充分考虑到作物自身的水分调亏功能及节水特性，对于拥有高碳酸酐酶活性的作物具有极强的针对性与时效性。

目前确定植物灌水时间的常用方法有以下三种：

1.传统大田水分预测法。这是一种较为直观、最简便的方法，该方法根据农田土壤水分平衡原理预报作物的灌水时间，可以计算预报处作物某一时间内的需水、耗水情况，然而这种方法只能从经验上确定作物需水时间的范围。因此，过于局限性，精确性差。

2.冠层温度法。冠层温度反映了作物对外界水分的需求，这种方法可以判断作物对外界水分需求的即时性。然而，这种方法受到云、风、辐射等气象条件和季节的严格限制，具有一定的地理局限性。

3.作物生育期确定法。根据作物生育期进行灌溉则强调作物水分需求关键期和临界期的水分管理，该方法是我国确定灌溉制度最为普遍的方法，这种方法能充分的反映作物对水分需求的情况，但这种方法因没有充分考虑到土壤类型和作物自身水分利用状况，容易导致灌溉过量或供水不足。

上述方法都存在着各种不同的缺点，在实际应用中不利于推广与普及。因此，在生产实践中，开发出一种相对简单、成本较低、预测精度高的确定作物灌水时间点的方法具有重要的应用价值。因此，本发明提出了一种基于复水水分利用效率判定作物灌水时间点的方法，以克服传统的灌溉技术及灌溉时间的选择多存在针对性不强以及不能从根本上解除土壤旱情的问题，充分考虑到作物自身的水分调亏功能及节水特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于复水水分利用效率判定作物灌水时间点的方法，用于精确指导作物的灌溉时间，实现节水灌溉。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于复水水分利用效率判定作物灌水时间点的方法，其特征在于包括步骤：

步骤一，以霍格兰营养液为母液，通过添加聚乙二醇PEG-6000配得不同渗透胁迫水平的处理液；依所述处理液浓度的不同分为5组，记为渗透胁迫水平l,l＝1，2，3，4，5；所述处理液浓度依次为0g/L作为对照组、10g/L、20g/L、40g/L和80g/L；所述不同渗透胁迫水平处理液相对应的水势(Ψ)依次为-0.08MPa、-0.14MPa、-0.22MPa、-0.44MPa和-1.11MPa；