文：回溯档案
编辑：回溯档案
由于工业和环境等淡水用户之间的竞争更加激烈，全球都在提倡减少农业用水，已经提出了一些优化作物生产用水的建议，其中之一是，应该在农作物最需要的时候浇水，即缺水可能导致产量大幅下降的时候。
这种方法称为调节灌溉、预先计划灌溉或赤字灌溉(DI)，DI是一种减少作物用水同时最大限度地减少对作物产量不利影响的方法。为了采用DI，需要有关作物在不同阶段对水分亏缺的反应的信息。
已经发表了一些文章，探讨通过DI节省灌溉水而不显著降低产量的可能性。现有数据表明，与（FI）完全灌溉相比，延迟灌溉直到大豆处于生长繁殖阶段可以获得同等或更高的产量。
斯特格曼指出，开花期间短暂的水分胁迫可能会导致下部冠层的花朵和豆荚数量减少，但是当作物生命后期恢复灌溉时，这将通过上部节点的豆荚数量增加来补偿。
斯特格曼得出的结论是，从满荚到灌浆阶段的水分胁迫对大豆产量的影响最大，评估DI对作物产量影响的参数称为作物响应因子(k y )，它是衡量作物对DI敏感性的指标。
作物响应因素因作物、品种、生长阶段、滴水持续时间、灌溉方法和管理而异，ky值大于1表示给定蒸散量赤字的预期产量相对下降按比例大于蒸散量赤字。
作物响应因子的准确度取决于产量和蒸散量的范围和数据，并假设数据呈线性关系，确定水分胁迫导致大豆产量和性能下降的关键阶段的研究仍在进行中。
布斯托米·罗萨迪。研究了大豆生长期水分胁迫的影响，他们发现，当大豆生长期水分胁迫系数为0.80时，大豆的最佳水分管理达到最高产量。
还发现繁殖阶段的水分胁迫会影响每个豆荚的数量和种子，繁殖后期的水分胁迫加速了衰老，缩短了种子灌浆期和豆荚大小。
在比较了八个大豆品种的三次灌溉后得出结论，豆荚生长期间的单次灌溉对大豆最有利，因为它增加了单株种子的数量，而种子膨大时的灌溉增加了种子的重量。
如果降雨足以满足需水量，大豆在任何阶段的灌溉都不会显着增加产量，或者仅比不灌溉处理略有增加产量，卡拉姆。研究了DI对大豆盛花期(R2)的影响。
他们报告说，DI使地上生物量和种子产量分别降低了16%和4%，而种子形成开始(R5)阶段灌浆时的DI使这两个参数分别降低了6%和28%。然而，他们没有调查DI对大豆的经济影响。
在研究了DI对八个大豆品种的影响，他们报告说，整个季节的赤字灌溉策略显着降低了种子产量，但他们没有评估直接灌溉的经济影响，辛西克研究了DI对大豆的影响。
他们报告说，非灌溉和所有亏缺灌溉处理均显着降低了生物量和种子产量，并且所有生长阶段的叶面积指数均显着降低，然而他们也没有评估DI对作物的经济影响。
研究了DI方案对不同基因型大豆产量和水分生产率的影响，结果表明，DI显著降低了干物质、冠层高度和最大叶面积指数，他们报告说，季节性总用水量每毫米种子产量增加7.20千克。
并且不同基因型之间的灌溉水生产率(IWP)存在显著差异，这一特征可以用作补充灌溉中实现更高产量的标准，在充分灌溉下获得了最高的大豆种子产量。
当施用作物全部用水量的75%和50%时，获得最高的水生产率(WP)和IWP值，而当施用50%的用水量时，获得较低的总产量。
当蒸散量主要来自土壤中的水蒸发时，通过消除营养阶段的灌溉可以提高大豆的水生产力。在实施DI的地方，产量的减少程度各不相同，环境和土壤因素决定了土壤水分蒸发水平和土壤中可供植物使用的水的可用性。
因此在将DI作为政策方案实施之前，需要对DI对农作物产量的影响进行全面评估，该评估将用于说服农民和其他利益相关者相信这些方法可能带来的好处。
如果滴灌管理得当，除了其他好处外，还可以优化作物生产的用水，本研究的目的是通过应用滴灌系统确定生殖阶段DI对大豆产量构成、水生产率(WP)、灌溉水生产率(IWP)、经济水生产率和经济回报的影响。
研究区
在降雨的月分布在深度、发生时间和区域分布方面都存在变化。每日降雨量的这些波动常常使雨季作物种植面临风险，或者难以准确预测旱季降雨量对作物用水的贡献。
第一个季节比第二个季节温暖，上部50厘米为砂壤土，下部50厘米则含有较多粘土，上层50厘米有机质含量高于下层50厘米。
土壤剖面上部50cm的pH值、磷和铁含量高于下部50cm。但土壤剖面上下50cm的平均全氮、钠、钾含量比较均匀。
土壤湿度测量
试验田土质为沙壤土，土壤持水量为110mmm -1。田间持水量和永久萎蔫点分别为0.248和0.138m 3 m -3，分别使用重量法，从0到0.60m，以0.10m的间隔，对每个处理进行两次重复测量土壤水分含量。
使用直径53mm的钢芯采样器采集湿土壤样品，样品立即在现场称重，保存在密封的聚乙烯袋中并运输到实验室，在105℃下烘干约48小时直至恒重。
通过将土壤水分测量值乘以每层的堆积密度来确定体积含水量，通过乘以每层的深度，将体积土壤湿度转换为水的线性深度（毫米）。
小心地除去根部周围的土壤，清洗根部并在毫米纸上测量以确定根部深度，每个生长阶段的平均根部深度用于安排灌溉，所有处理都给予相同量的水，直到开花开始时开始跳过灌溉。
在降雨发生的日子里，降雨量被纳入灌溉计划中，以避免过度灌溉。
叶面积指数（LAI）和土壤蒸发测量
使用AccuPARLP80在中午附近测量光合有效辐射(PAR)和叶面积指数(LAI)的上方和下方直至成熟，从两个季节的14DAP开始，平均间隔7天。
通过将探针（线传感器）垂直于植物冠层上方和下方的行放置，对每种处理进行三个重复，对上方和下方的PAR进行十次测量，计算每个处理的LAI测量平均值。
每个灌溉季节总共进行14次连续的LAI测量，通过测量值的插值确定每次处理的每日LAI。
使用现场安装的A级蒸发盘测量每日蒸发量，绘制了LAI与DAP的时间序列图，从中确定了任何时期作物的LAI，假设冠层内的净辐射按照指数函数减少，并且忽略土壤热通量，则使用Cooper的方法确定了作物田地每日实际水蒸发量。
经济分析
对两个季节进行了经济分析，以便了解在作物种植中使用内嵌滴灌的盈利能力，水箱加管道工程、滴水管和配件以及抽水机加PVC软管的成本保持不变。
这些项目的成本分摊到10年期间，由于该地区的经济状况，以下项目的成本因季节而异：整地、种子、除草剂、除草、杀虫剂、收割、脱粒和运输。
研究人员聘请了一名水管工来协助安装和连接灌溉配件，研究人员自己从溪流中抽水是没有报酬的，泵送成本基本上是花在汽油上的钱和6.5马力泵送发动机的偶尔维护费用。
-1 FI至675美元/公顷-1灌浆期间DI，将上述所有项目的成本相加来确定每种处理的总生产成本，截至收获时，作物价格为每吨541美元。平均种子产量和每吨价格的乘积给出了每个处理的总收入。
叶面积指数和干生物量
在第一季，T 1111在整个作物周期中具有最高的LAI，而T 1101在种子灌浆和成熟期间具有最低的LAI，如预期，在第二个赛季中，T1111的LAI比第一个赛季要低。
干生物质
水分胁迫对干物质的影响存在季节性变化，与T 1111相比，T 0111的DBM由于水分胁迫，平均减少了11.7%，而在结荚期，则显着减少(p<0.05)，平均减少了21.7%。
同样，种子灌浆和成熟开始期间的水分胁迫使DBM季节性平均分别降低15%(p>0.05)和28%(p<0.05)，DBM在灌溉季在种子灌浆期间达到峰值，这与2013年灌溉季在成熟时达到峰值不同。
这可能是由于较高的湿度和蒸腾作用支持了生物量的积累，开花期间的DI比种子灌浆期间减少的每株种子数量更多，这可能是由于花朵产量减少和花朵败育所致。
两个季节充分灌溉的种子产量都显着高于DI的种子产量，这一结果与Sincik的研究结果相似，非灌溉和所有亏缺灌溉处理显着降低了生物量和种子产量以及产量组成部分。
结论
结果表明，赤字灌溉降低了叶面积指数、蒸腾量、每株植物的种子数量、季节性用水量和种子产量，生长阶段的持续时间和跳过灌溉的总天数也导致了亏缺灌溉对LAI、干物质、季节性用水和种子产量影响的严重程度。
由于灌浆期较长（两季平均为35天），DI降低了LAI和干物质，在成熟期较短的时间内进一步施水无法弥补减少的量，从而导致LAI和干物质的减少，从而导致LAI和干物质的减少种子产量。
虽然开花和结荚期间的亏缺灌溉降低了LAI，但在随后的季节浇水后进行了补偿，对干物质和种子产量的影响很小，大豆在开花期间连续7天以及在灌浆期间总共21天遭受水分胁迫并没有显着减少每个豆荚的种子数量，在充分灌溉下获得了峰值水生产力。
在豆荚萌芽和成熟开始期间，每隔一周跳过灌溉7天，可以提高水和灌溉用水生产率，赤字灌溉期间节省的水可用于增加机会成本，如果主要目标是提高大豆种子产量或土地生产力，则建议充分灌溉。
限水条件下的经济分析结果为流域尺度的政策制定者提供了信息，以便在类似的天气条件下制定改进和高效的水资源管理计划，结果将有利于采用赤字灌溉，从而改善当地和国际范围内的作物用水和经济生产力。
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