摘要：近年来，我国的水资源紧缺问题日渐严重，主要是淡水资源少，而人口重多，并且水资源的南北东西分布不均匀，导致我国很多地方农田灌溉存在问题，水资源紧缺问题成为了阻碍农业经济发展的主要问题之一。在这样水资源紧缺的环境下，怎样利用高效节水的调控理论和技术来起到高效灌溉，达到水资源最大化利用的目的。本文就生命需水信息的作物高效节水调控理论和技术进行研究，希望能给大家提供一些参考。
关键词：生命需水信息；高效节水；调控理论技术；作物
前言
我国目前亟待解决的问题就是引水灌溉问题，对于水资源紧缺的西南山区和西北地区来说，一年当中很多季节都是干旱，农作物要想良好生长必须要依赖于农田灌溉技术，但是这些地区的水资源十分紧缺，如何使用生命需水特性来开展高效节水灌溉技术是社会重点关注的问题。本文根据农作物生长对水需求的信息来分析高效节水的调控理论和相关技术。本文首先根据农作物的需水特性对高效节水调节控制的基础理论进行研究，然后对依据农作物需水的信息来研究高效节水调节控制技术。
1、根据农作物生命的需水特性对高效节水调节控制基础理论的探究
对于节水来说，农田灌溉节水有很大的发展空间，因为农田灌溉用水量大、时间长，节水空间大。农业的发展离不开水利灌溉，高效节水灌溉控制理论也是今后农业灌溉发展的主要方向，文章下面来研究如何利用农田节水方法提升农作物水分生产的效率这是节水灌溉发展的核心基础。根据生物学家研究表明，农作物所吸收的水分当中用于植物器官生长发育的只占百分之一到百分之二，吸收到的水分很大一部分都是用在植物叶片蒸发散热，农业生产过程中灌溉水主要是以田间蒸发的形式消耗掉了。当前我们需要研究的是怎样挖掘植物本身生理节水的潜能，创造出高效节水用水灌溉模式。从生物学理论上来说就是使用农作物遗传特性、生理特点和干旱信号响应的机制，利用植物自身的生育期或者是垂直、水平方向的不同的根部吸收水分的控制，减少农田水分的蒸发带来的损失，达到节水的目的。
1.1农作物生长的冗余调节控制和缺水补偿效应理论的研究
大多数植物在生长发育的过程中对存在冗余的现象，农作物也不例外，农作物的冗余现象主要表现在器官的繁殖、枝叶的分枝分蘖、植株比较高、叶子面积大、遗传基因的结构以及细胞的组成等等，并且上述冗余会随着肥料、水分等量的增多而增多。农作物生长过程的冗余是本身适应外界环境变化的本能表现，目前是为了更好的适应变化的环境。某生物学家经过一系列的研究提出了农作物生长冗余基础理论及植物缺水对谷物、大豆等作物多种生理功能的影响，并分析出了一个生物功能影响的顺序表：细胞扩展运动—气孔运动—蒸腾散热作用—叶片光合作用—水分营养运输。
使用科学合理的灌溉方法可以让农作物的根系更好发育，作物的根茎叶合理生产，不会出现枝叶过大、过高等冗余现象，进而保证农作物的根茎叶协调生长，提高农作物对水分的吸收效率。目前我国高效节水灌溉技术的难点在于怎样利用系统来监测作物水分信息来最优化控制作物的水分消耗，科学合理的利用农作物在受到缺水威胁时进行“自我保护”和缺水威胁解除后自我补偿水分的特性，做到生物生理特性控水节水。比如，对云南某山区的玉米开展调亏灌溉的试验，根据玉米生长特性和玉米特殊时期的用水特性，在玉米幼苗时期与开始拔节期都采用中度调亏灌溉，玉米苗期采用重度调亏灌溉，在保证玉米产量相同的情况下节省了不少的灌溉用水，提高了植物根系吸水利用的效率。
1.2农作物根冠通讯理论的研究
根据农作物根系的不同部位展开调亏灌溉的理论基础就是根冠通讯理论。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在上个世纪八十年代生物研究者对该理论进行了大量的实验研究论证，得出农作物的枝叶水分不发生任何变化的前提下，植物地上部位的根对土壤缺水干旱就会做出反应，基本这种反应和土壤缺水效应同时产生。从而可以推出：在农作物生长周边环境土壤的水分含量下降时，植物本身能给感知到分布在根部四周的土壤水分含量情况，并通过某种方式把该信息传递给地面上部的植物器官组织，然后植物自身来调节各个部位的生长发育情况，从而应对这种缺水状况。根据该理论在农田灌溉时可以利用刺激农作物根部吸水功能法达到节水灌溉的目的，在不影响农作物产量的前提下，调节农作物根部四周土壤水分含量，刺激农作物产生缺水反应，自动关闭某些气孔，减少水分蒸发量，再进行灌溉，这样可以节约很多的水。
1.3农作物控水调质的理论研究
农作物的品质和很多因素有关系，常见的影响因素有施肥量、水分含量、生长环境、土壤酸碱度、土壤无机盐分含量、气温、自身品种等，其中水分含量的作用是调节土壤中无机盐浓度，要想改善农作物的品质需要先从土壤水分含量控制着手。根据生物学家研究指出：在农作物某些生长的重要时期来调节控制其根系环境水分含量，可以调节植物的生理情况，改善作物的新陈代谢，增加植物光合作物的效率，产生更多的营养，最后达到改善农作物品质的目的。根据研究发现，对西红柿地灌溉技术增加了西红柿的产量，却减少了西红柿的含糖量、维生素的含量也下降，营养价值下降。西红柿在灌溉之前采用让根部四周土壤水分含量过高或者过低可以影响西红柿的含內糖量、可溶解有机物量及茄红素的量，提高了西红柿的产量，品质也得到改善，提高了灌溉水的利用效率，不仅实现了高品高产的目标，还达到高效节水灌溉的目的。
2、依据农作物需水的信息对高效节水调节控制技术的研究
2.1通过上文的介绍我们知道农作物生命需水信息的获取对整个高效介绍灌溉技术来说非常重要，采集农作物生命需水信息的方法有很多种，要进行对比，优化采集估算技术。对于不同尺度的农作物信息采集的方法是不同的，常用的有红外遥感测量法、涡度相关法、水量平衡法、植株间蒸发测量加茎液流法、理论模拟法等，因为不同地区不同农作物要采用不同的方法，有些方法不一定适用，还需要结合现场环境，对上述信息采集方法进行改进完善，提高监测信息的准确度，为后续工作服务。
2.2节水灌溉条件下作物生命需水指标与经济需水量标准。利用先进的实验设施与土壤、作物、气象观测手段,开展节水灌溉条件下作物需水量试验研究，提出不同类型区、不同水文年份、不同供水保证率下主要农作物的经济需水量标准。
2,3作物水分-经济-生态模型与高效节水灌溉技术模式。研究节水灌溉条件下作物-水分模型的改进及参数确定方法,建立主要作物水分产量模型与有限水量条件下主要作物的高效节水灌溉模式以及基于综合考虑产量和生态效应的作物水分-经济-生态模型及相应的区域非充分灌溉模式;研究主要农作物高效灌溉控制指标;开发与高效节水灌溉模式相配套的灌水技术与农艺措施,提出主要农作物对环境友好的节水优质高效灌溉技术操作规程。
3、结束语
综上所述，文章对基于生命需水信息的作物高效节水调控理论技术进行了研究，对农作物的高效节水灌溉理论和技术还有很长的路要走，这些都需要科学技术、生物学理论知识等相结合来继续探索研究，希望给技术发展越来越好。
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论文作者:高永春
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/22
标签：农作物论文; 高效论文; 水分论文; 作物论文; 技术论文; 节水灌溉论文; 土壤论文; 《基层建设》2016年第34期论文;