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农田水文过程与作物生产联系密切，对于多雨湿润、地势低洼的农业地区来说，降水过多不仅会引发农田土壤水饱和、地下水位抬升，还会导致农田涝渍危害，使作物遭受涝渍胁迫，从而引起作物减产，农业大起大落的现象时有发生。我国是世界上涝渍灾害频繁发生且严重的国家之一，每年都有不同程度涝渍灾害发生，其中江汉平原就是涝渍灾害比较严重的地区之一，给农业生产造成了巨大的损失。因此，依据长系列观测资料，研究易涝易渍农田的水文过程，探讨农田水分优化调控模式，一方面对于农田水管理和农业减灾防灾有着重要的科学意义和生产实际价值，另一方面对于丰富和发展水文学，尤其是农业水文学的理论体系，有着重要科学意义。依据区域多雨湿润、涝渍灾害频繁的实际，以易涝易渍农田为研究对象，依托校内外试验基地，选择江汉平原广泛栽培的两种旱地作物(小麦、棉花)进行涝渍胁迫试验，结合不同的施肥方式研究涝渍胁迫下作物生长发育、产量表现，寻求最佳的水肥调控模式，这不仅有利于农业可持续发展，而且为易涝易渍农田减灾防灾提供了理论依据和实践依据。
农田水文动态是农业水文学和农田水利学研究的重点之一，在浅埋深地下水条件下，地下水、土壤水、植物水、大气水是一个连续的水分过程，它们在一起构成一个完整的农田水分系统。通过长系列降水、土壤水、地下水配套观测资料的分析，采用旱涝指数法划分了水平年，并揭示了不同水文年易涝易渍农田的土壤水和地下水动态特征，并结合作物生产的实际分析了土壤水和地下水的变化规律及其对不同降雨的响应程度；结果表明，土壤水、地下水埋深对降水非常敏感，当雨量超过一定的标准，土壤水含量明显增加、地下水位明显抬升；由于降水存在着年际、季节差异性，土壤水、地下水位也表现出明显的年际、季节差异性。
结合农业生产的实际，对小麦、棉花易遭受涝渍胁迫的生长季节，分析了由降水引发的土壤过湿致渍性问题和地下水埋深过致渍性问题，可以看到历时较长的一般连续降水或者单次降水强度的降水是造成土壤涝渍的动力性因素。对于不同水平年来说，小麦发生渍害的特征是偏涝季渍害必发生，正常季渍害会发生，偏旱季渍害不发生：棉花偏旱季一般不会因土壤过湿而致渍；正常年会出现因为集中降水的早晚而发生在棉花蕾期或棉花花铃期受渍的现象，但受渍程度不大；偏涝季棉花三个关键的生育期内棉田土壤水分都处于土壤过湿的状态，导致棉花受到长期土壤水分渍胁迫，致渍程度达到极重。长期的渍害给作物产量造成了严重的损失，对农气站1989-2003年同品种的小麦(881)产量与每年小麦主要生育期3-5月份的地下水埋深进行了相关分析，结果表明：小麦的产量与地下水埋深之问呈极显著正相关关系，地下水埋深越深，小麦的产量越高。
通过测坑模拟两个品种的小麦灌浆期在不同地下水埋深的条件下，研究小麦表观形态指标以及生理生长状态指标的反映，以及研究不同地下水埋深对小麦产量构成因素的影响。结果表明：小麦叶绿素含量、叶绿素荧光参数、以及小麦产量构成因素都与地下水埋深有着密切的关系，地下水埋深越浅，对叶色度所产生的负面影响就越快；地下水埋深越浅，对叶色度的负面影响越重；地下水埋深过浅导致作物受渍时，叶绿素荧光参数表现出特定的变化规律，初始荧光F0、最大光化学效率Fv／FM都显著降低；地下水埋深对小麦产量构成因素有效穗数、穗粒数、千粒重都有不同程度的损害。总的来说，地下水埋深0cm-30cm对小麦各指标的受害程度最严重的一个水位，地下水埋深30cm-60cm是次受害程度严重的水位。综合不同地下水埋深对这些指标的影响，可以认为地下水埋深75cm是小麦在灌浆期一个比较合理的水位；此外，综合各个指标看两个品种对小麦渍害的响应，鄂麦23较郑麦9023有更好地抗渍性。
基于区域农业生产的实际，通过盆栽、测坑模拟对棉花蕾期、花铃期以及蕾期花铃期问歇受涝渍胁迫，并设置多梯度的涝后追肥水平以及追肥方式，从试验的结果看：(1)叶色度对涝渍胁迫比较敏感，下降幅度与受涝渍的水平呈正相关；涝渍肋、迫对叶色度的负面影响有很长的时效性，短期内不会恢复到对照水平；施肥对叶色度的恢复有一定的帮助作用，一般水平涝害后只要及时追肥、适量，棉花叶片就能逐渐恢复其主要的生理机能，但是对胁迫比较严重的涝害来说，要加大施肥量；从追肥方式来看，涝后棉花采取综合营养调控的施肥方案总是优于只是穴施的施肥方案。(2)叶绿素荧光参数在涝渍胁迫后表现出特定的规律，叶绿素3大荧光参数初始荧光F0上升，PSⅡ潜在活性Fv／F0、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm下降，说明水分胁迫使PSⅡ受到了伤害，降低了PSⅡ原初光能转化效率，使棉花叶片PSⅡ潜在活性中心受损，光合作用原初反应过程受抑制。追肥对叶绿素荧光参数的恢复有明显作用，且喷施穴施相结合更加有效。因此，棉花在受到涝渍胁迫后要及时排水、补肥，减轻涝渍对光化学效率的影响。(3)棉花主茎红绿比对涝这种逆境胁迫反映比较敏感，涝渍发生后主茎红绿比大大增加并超过原本生育期正常比例，试验证明这种敏感性与受涝时间、受淹深度呈正相关。此外，主茎红绿比对高温胁迫也表现出很强的敏感性，因此，对易涝易渍农田来说，当棉株红绿比异常时，很可能意味着农田地下水位较高、土壤过湿，作物处于受奢水胁迫或者高温胁迫、生长受到抑制的状态，此时就要考虑农田排水调控应对策略或者通过追补施肥进行营养调控来弥补对棉花造成的伤害。(4)涝渍胁迫后，棉花产量减少成为必然的趋势，这可以在棉花伏桃和秋桃的减少提前反应出来，追肥后对于伏桃和秋桃的增加有效果，但水分胁迫对棉花结铃数的影响要高于追肥后对结铃增加数的影响。追肥对产量的增加有一定的作用，对于轻度胁迫而言，施肥量之间没有太大差异，对于重度胁迫而言，施肥量增加40%对于棉花产量的有明显的增产效果。
农田水文动态是农业水文学和农田水利学研究的重点之一，在浅埋深地下水条件下，地下水、土壤水、植物水、大气水是一个连续的水分过程，它们在一起构成一个完整的农田水分系统。通过长系列降水、土壤水、地下水配套观测资料的分析，采用旱涝指数法划分了水平年，并揭示了不同水文年易涝易渍农田的土壤水和地下水动态特征，并结合作物生产的实际分析了土壤水和地下水的变化规律及其对不同降雨的响应程度；结果表明，土壤水、地下水埋深对降水非常敏感，当雨量超过一定的标准，土壤水含量明显增加、地下水位明显抬升；由于降水存在着年际、季节差异性，土壤水、地下水位也表现出明显的年际、季节差异性。
结合农业生产的实际，对小麦、棉花易遭受涝渍胁迫的生长季节，分析了由降水引发的土壤过湿致渍性问题和地下水埋深过致渍性问题，可以看到历时较长的一般连续降水或者单次降水强度的降水是造成土壤涝渍的动力性因素。对于不同水平年来说，小麦发生渍害的特征是偏涝季渍害必发生，正常季渍害会发生，偏旱季渍害不发生：棉花偏旱季一般不会因土壤过湿而致渍；正常年会出现因为集中降水的早晚而发生在棉花蕾期或棉花花铃期受渍的现象，但受渍程度不大；偏涝季棉花三个关键的生育期内棉田土壤水分都处于土壤过湿的状态，导致棉花受到长期土壤水分渍胁迫，致渍程度达到极重。长期的渍害给作物产量造成了严重的损失，对农气站1989-2003年同品种的小麦(881)产量与每年小麦主要生育期3-5月份的地下水埋深进行了相关分析，结果表明：小麦的产量与地下水埋深之问呈极显著正相关关系，地下水埋深越深，小麦的产量越高。
通过测坑模拟两个品种的小麦灌浆期在不同地下水埋深的条件下，研究小麦表观形态指标以及生理生长状态指标的反映，以及研究不同地下水埋深对小麦产量构成因素的影响。结果表明：小麦叶绿素含量、叶绿素荧光参数、以及小麦产量构成因素都与地下水埋深有着密切的关系，地下水埋深越浅，对叶色度所产生的负面影响就越快；地下水埋深越浅，对叶色度的负面影响越重；地下水埋深过浅导致作物受渍时，叶绿素荧光参数表现出特定的变化规律，初始荧光F0、最大光化学效率Fv／FM都显著降低；地下水埋深对小麦产量构成因素有效穗数、穗粒数、千粒重都有不同程度的损害。总的来说，地下水埋深0cm-30cm对小麦各指标的受害程度最严重的一个水位，地下水埋深30cm-60cm是次受害程度严重的水位。综合不同地下水埋深对这些指标的影响，可以认为地下水埋深75cm是小麦在灌浆期一个比较合理的水位；此外，综合各个指标看两个品种对小麦渍害的响应，鄂麦23较郑麦9023有更好地抗渍性。
基于区域农业生产的实际，通过盆栽、测坑模拟对棉花蕾期、花铃期以及蕾期花铃期问歇受涝渍胁迫，并设置多梯度的涝后追肥水平以及追肥方式，从试验的结果看：(1)叶色度对涝渍胁迫比较敏感，下降幅度与受涝渍的水平呈正相关；涝渍肋、迫对叶色度的负面影响有很长的时效性，短期内不会恢复到对照水平；施肥对叶色度的恢复有一定的帮助作用，一般水平涝害后只要及时追肥、适量，棉花叶片就能逐渐恢复其主要的生理机能，但是对胁迫比较严重的涝害来说，要加大施肥量；从追肥方式来看，涝后棉花采取综合营养调控的施肥方案总是优于只是穴施的施肥方案。(2)叶绿素荧光参数在涝渍胁迫后表现出特定的规律，叶绿素3大荧光参数初始荧光F0上升，PSⅡ潜在活性Fv／F0、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm下降，说明水分胁迫使PSⅡ受到了伤害，降低了PSⅡ原初光能转化效率，使棉花叶片PSⅡ潜在活性中心受损，光合作用原初反应过程受抑制。追肥对叶绿素荧光参数的恢复有明显作用，且喷施穴施相结合更加有效。因此，棉花在受到涝渍胁迫后要及时排水、补肥，减轻涝渍对光化学效率的影响。(3)棉花主茎红绿比对涝这种逆境胁迫反映比较敏感，涝渍发生后主茎红绿比大大增加并超过原本生育期正常比例，试验证明这种敏感性与受涝时间、受淹深度呈正相关。此外，主茎红绿比对高温胁迫也表现出很强的敏感性，因此，对易涝易渍农田来说，当棉株红绿比异常时，很可能意味着农田地下水位较高、土壤过湿，作物处于受奢水胁迫或者高温胁迫、生长受到抑制的状态，此时就要考虑农田排水调控应对策略或者通过追补施肥进行营养调控来弥补对棉花造成的伤害。(4)涝渍胁迫后，棉花产量减少成为必然的趋势，这可以在棉花伏桃和秋桃的减少提前反应出来，追肥后对于伏桃和秋桃的增加有效果，但水分胁迫对棉花结铃数的影响要高于追肥后对结铃增加数的影响。追肥对产量的增加有一定的作用，对于轻度胁迫而言，施肥量之间没有太大差异，对于重度胁迫而言，施肥量增加40%对于棉花产量的有明显的增产效果。