合理灌溉的生理基础

   合理灌溉是作物正常生长发育并获得高产的重要保证。合理灌溉的基本原则是用最少量的水取得最大的效果。我国水资源总量不算少，但人均水资源量仅是世界平均数的26%，而灌溉用水量偏多又是存在多年的一个突出问题。因此节约用水，合理灌溉，发展节水农业，是一个带有战略性的问题。要做到这些，深入了解作物需水规律，掌握合理灌溉时期、指标、和方法，实行科学供水是非常重要的。

   一作物的需水规律

       一）   不同作物对水分的需要量不同

             一般可根据蒸腾系数的大小来估计某作物对水分的需要量，即以作物的生物产量乘以蒸腾系作为理论最低需水量。例如某作物的生物产量1000Kg/亩，其蒸腾系数为500，则每亩该作物的总需水量为500000kg，但实际应用时，还应考虑土壤保水能力的大小，降雨量的多少以及生态需水等。因此，实际需要的灌水量要比上述数字大得多。

      二）   同一作物不同生育期对水分的需要量不同

            同一作物在不同生育时期对水分的需要量也有很大差别。例如早稻在苗期由于蒸腾面积小，水分消耗量不大；进入分蘖期后，蒸腾面积扩大，气温也逐渐升高，水分消耗量明显增大；到孕穗开花期蒸腾量达最大值，耗水量也最多，进入成熟期后，叶片逐渐衰老、脱落，水分消耗量又逐渐减少。小麦一生中对水分的需要大致分为四啊时期：1种子萌发到分蘖前期，消耗水不多。2分蘖未期到抽穗期消耗水最多。3抽穗到乳熟未期，消耗水较多，缺水会严重减产。4乳熟未期到完熟期，消耗水较少，若此时供水过多，反而会使小麦贪青迟熟，籽粒含水量增高，影响品质。

     三）作物的水分临界期

         水分临界期是指植物在生命周期中对水分缺乏最敏感最易受害的时期。一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体时期。这个时期一旦缺水，就使性器管发育不正常。例如小麦一生中有两个水分临界期，第一个水分临界期是孕穗期，这期间小穗分化，代谢旺盛，性器管的细胞质粘性与弹性均降低。细胞液浓度很低，抗旱能力最弱。如缺水，则小穗发育不良，特别是雄性生殖器管发育受阻或畸形发展；第二个水分临界期是从灌浆到乳熟未期。这个时期营养物质从母体各部输送到籽粒。如果缺水，一方面影响旗叶的光合速率和寿命，减少有机物的制造；另一方面使有机物质液流运输变慢，造成灌浆困难，空秕粒增多，产量下降。其它农作物也有各自的水分临界期。如大麦在孕穗期，玉米在开花到乳熟期，高梁、乑在抽花序到灌浆期，豆类、棉花在开花结铃期。由于水分临界期缺水对产量影响很大，因此，应确保农作物水分临界期的水分供应。

   二合理灌溉指标和方法

         作物是否需要灌溉可依据气候特点、土壤墒情、作物的形态、生理性状和指标加以判断。

     一）   土壤指标

           一般来说，适宜作物正常生长发育的根系活动层（0-90cm）其土壤含水量为田间持水量的60-80%。 如果低于此含水量时，应及时进行灌溉，土壤含水量对灌溉有一定的参考价值，但是由于灌溉对象是作物，而不是土壤，所以最好应以作物本身的情况作为灌溉的直接依据。

     二）   我国农民自古以来就有看苗灌水的经验。

          即根据作物在干旱条件下外部形态发生的变化来确定是否进行灌溉。作物缺水的形态表现为幼嫩的茎叶在中午前后易发生萎蔫；生长速度下降；叶茎颜色由于生长缓慢，叶绿素浓度相对增大，而呈暗绿色；茎叶颜色有时变红，这是由于干旱时碳水化合物的分解大于合成，细胞中积累较多的可溶性糖，形成较多的花色素，而花色素在弱酸条件下呈红色的缘故。如棉花开花结铃时，就应灌水，叶片呈暗绿色，中午萎蔫，叶柄不易折断，嫩茎逐渐变红，当上部3-4节间开始变红时，就应灌水。缺水到引起作物形态变化有一个滞后期，当形态上出现上述缺水症状时，生理上已经受到一定程度的伤害了。

    三生理指标：生理指标可以比形态指标更及时，更灵敏地反映植物体的水分状况。植物叶片的细胞汁液浓度、渗透压、水势和气孔开度减小，甚至关闭。当有关生理指标达到临界值时，就应用时进行灌溉。例如棉花花铃期，倒数第4片功能叶的水势值达到-1.4mpa时就应灌溉不同作物的灌溉生理指标的临界值如表

不同作物几种灌溉生理指标的临界值

作物生育期      叶片渗透压mpa   叶片水势mpa    叶片细胞液浓度%   气孔开度um

冬小麦

  分蘖-孕穗期   -1.1—  -1.0       -0.9--   -0.8      5.5--   6.5  

  孕穗-抽穗期   -1.2---   -1.1      -1.0---  -0.9       6.5--  7.5

  灌浆期        -1.5---  -1.3       -1.2--   -1.1      8.0— 9.0

  成熟期        -1.6---  -1.3       -1.5--   -1.4      11.0--  12.0

棉花

  花前期                            -1.2

  花期-棉铃形成期                   -1.4

  成熟期                            -1.6

蔬菜整个生育期                                          10

茶树嫩梢生长期                    -0.8--  -0.9

需要强调的是作物灌溉生理指标因不同地区、时间、作物种类、作物生育期、不同部位而异，在实际应用时，应结合当地情况。测定出临界值，以指导灌溉的实施。

   四灌溉的方法

       作物需水量和灌溉时期及指标的确立，为制定合理的灌溉制度提供了科学依据。在具体进行灌溉时，应本着节约用水，科学用水的原则，不断改善灌溉设施，改进灌溉方法，以解决我国单位面积灌溉用水偏大和灌溉效益不高的问题。

    漫灌是我国目前应用最为广泛的灌溉方法，它的最大缺点是造成水资源的浪费，还会造成土壤冲刷、肥力流失、土地盐碱化等诸多弊端。

     喷灌就是借助动力设备把水喷到空中成水滴降落到植物和土壤上。这种方法即可解决大气干旱和土壤干旱，保持土壤团粒结构，防止土壤盐碱化，又可节约用水。

    滴灌是通过埋入地下或设置于地面的塑料管网络，将水分输送到作物根系周围，水分（也可添加营养物质）从管上的小孔缓慢地滴出，让作物根系经常处于良好的水分 、空气、营养状态下。例如新疆棉田的地管技术；黑龙江垦区的大型喷灌机组；北京郊区的半固定喷灌系统；南方丘陵区的固定式柑橘喷灌系统，都在大面积上发挥了显著的经济效益和社会效益。

     目前我国已有266.7万hm2实现了管道输水灌溉，北方渠灌区的井渠结合，不仅提高了当地地表水和地下水的利用率比较有用的取用了回归水，而且解决了灌区土壤次生盐渍化的防治问题。因地制宜地选择科学的灌溉方法，平均每年用水量大约每hm2可减少1/3左右，并且为植物生长提供了良好的生态环境。

水是生命的“先天”环境，没有水就没有生命和植物。水是植物体的主要组成成分。水除了直接或间接地参与生理生化反应外，还调节植物的生态环境，而植物体内的水分以自由水和束缚水两种形态存在，两者的比例与植物代谢强度和抗逆性强弱有密切关系，土壤中只有可利用水才能被植物吸收，而根系吸收水分最活跃的部位是根毛区。