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作物高效用水调控技术
发布日期:2013-04-25 浏览次数: 字号:[ ]

     

  在“973”计划课题“海河流域农田水循环过程与农业高效用水机理”、 “863”计划课题“作物高效用水生理调控与非充分灌溉技术”及“基于作物生命健康需水的非充分灌溉技术”、国家自然科学基金重点项目“西北旱区农业与生态节水应用基础研究”、“西北旱区特色经济作物节水调质高效灌溉理论与模式研究”、海外青年学者合作基金项目“流域尺度耗水对变化环境响应的试验与模拟”以及相关国家自然科学基金面上项目等的资助下,在认识土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输机理与作物耗水过程的基础上,通过系统的田间试验研究,获得了不同尺度大田作物、果树、温室作物和防风固沙植物的耗水规律,分析比较了不同尺度耗水的测定与估算方法,明确了不同耗水测算方法在不同类型农田的应用条件与适用性;分析了流域尺度农作物耗水的时空变化规律,建立了不同作物流域尺度耗水的转换模型,提出了几种典型作物的需水量与经济耗水量指标。建立了综合利用作物生理补偿、生长冗余调控、控水调质和有限水最优分配等原理的调亏灌溉综合技术体系与应用模式,节水和品质改善效果显著;以作物根信号理论研究为基础,把不同土壤湿润方式的根系功能变化、作物水分生理响应和灌水技术改进有机结合,系统提出了适用于宽行距大田作物和果树的根系分区交替灌溉技术指标与模式,在此基础上初步提出了基于作物水分-品质响应关系和品质综合评价的特色经济作物节水调质高效灌溉调控技术。在土壤水分养分迁移机理及调控模式方面,揭示了不同节水灌溉方式下土壤水分养分的迁移规律及其耦合效应,初步提出了石羊河流域主要农作物节水灌溉条件下的水肥互作指标与模式。

  在《Agricultural and Forest Meteorology》、《Hydrological Processes》、《Plant and Soil》、《Irrigation Science》、《Agricultural Water Management》、《Journal of Plant Nutrition》等期刊发表SCI收录论文40余篇。相关成果已被美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰、德国、葡萄牙、意大利、西班牙、丹麦、墨西哥、荷兰、土耳其、巴西等26个国家的科学家引用200余次。英国Lancaster大学环境中心主任Bill Davies教授领导的研究小组在《Functional Plant Biology》杂志上发表的文章以本团队的研究结果作为标准来评价他们的研究成果;美国马里兰大学Nyle C. Brady和Ray R.Weil教授等主编的世界上具有重要影响的土壤学教材《土壤本质与性状》(The Nature and Properties of Soils)(第14版)引用了该方面的研究结果;英国Mark Bacon教授主编的《Water Use Efficiency in Plant Biology》学术著作也多次引用本研究的结果;有关成果还被国际灌排委员会组织编写的介绍全世界最先进灌溉农业节水技术的《Innovative Approaches to Water Saving in Irrigated Agriculture》一书。与香港浸会大学张建华教授合作研究的根系分区交替灌溉与调亏灌溉理论和技术以及在西北石羊河流域进行的定位试验研究和示范工作被世界权威学术期刊《Nature》(2008.12.4)进行了专题评述。与英国Lancaster大学合作进行的 “Plant science applied to water shortage,crop yield and global food security”研究成果获2009年度英国女王奖。

    成果先后获国际灌溉排水委员会(ICID)节水技术奖1项、国家科技进步二等奖1项。在作物生理节水领域与英国Lancaster大学合作的成果获2009年度英国女王奖。在该领域指导的博士研究生完成的《干旱荒漠绿洲葡萄园水热传输机制与蒸发蒸腾估算方法研究》博士学位论文被评为2011年度全国百篇优秀博士学位论文。研发的主要作物节水优质高效非充分灌溉与调亏灌溉技术体系及施灌控制装置与工程应用模式,在甘肃民勤棉花中应用,节水20%以上,霜前花产量提高10.6%,改善了皮棉品质,推进了非充分灌溉技术的标准化和规模化应用。相关成果已在甘肃河西、山西汾河与霍泉灌区及陕西全省行业用水定额制订、灌溉规划与用水管理以及全国灌溉水利用效率测算中广泛应用,经济与社会效益显著。

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