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【摘 要】随着市场经济的不断发展，人们对农作物的研究也日益的看重。作为在人们生活之后占据重要的地位的农作物--高粱，对其进行相关研究就具有非常重要的现实意义。在本文中，笔者主要阐述了高粱本身特性对水分利用效率的影响，并详细分析了外界因素对高粱水分利用效率的影响。
【关键词】高粱；水分利用效率；研究进展
随着全球淡水资源的快速枯竭，全世界的种植业都面临着严峻的挑战，水分亏缺是限制农业生产的主要因素之一，这就要求农业生产必须要将水分高效利用。农业种植需要大量的水资源来保障植物的生长发育和结实，而传统的灌溉模式一般是漫灌，这种灌溉方式需水量大，灌溉效率又低，造成了水資源的大量浪费；而为了节约水资源目前广泛采用的是喷灌式灌溉，这种方式具有需水量小、覆盖面积广、随关随停的优势。高粱作为全球主要粮食作物，其种植面积仅次于水稻、小麦、玉米、大麦；高粱是一种具有低耗水、高水分利用效率的作物，因此高粱具有良好的抗干旱能力。所以，高粱可以种植在干旱半干旱地区，其作为一种典型的抗旱作物，具有很高的生产及研究价值。因此，为了节水农业的发展，研究高粱的水分利用效率就具有非常重要的现实意义。高粱对水分利用效率的研究应主要从高粱自身对水分的利用效率和外界环境两方面来考虑。
1.高粱本身特性对水分利用效率的影响
目前科学研究表明，植物光合作用主要产生三种中间产物碳3、碳4和cam。而植物对水分的利用很大程度上与这三种物质的含有量有关，一般说来，cam植物是目前已知水分利用率最高的，而碳4植物次之，其后就是碳3植物，而且碳4植物的水分利用率比碳3植物要高2.5-3倍。碳4作物具有的较高的叶肉阻力和气孔阻力是其水分利用效率较高的重要原因，而高粱正是碳 4作物 ， 碳4植物对光能利用率和净同化率也高于水稻和小麦。
不同的种间和品种对水分的利用效率是千差万别的，而且农作物的水分利用效率是由多种因素决定。高粱水分利用效率影响因素主要是光合作用、呼吸作用、蒸腾作用；这三种作用是植物自身对水分利用的关键。当植物在进行光合作用、呼吸作用以及蒸腾作用的时候，都会有一定的水分散失，而这对高粱的水分利用率产生很大的影响。随着光合速率和蒸腾速率的增加，水分利用光合作用的趋势分别呈现上升和下降的趋势。经相关研究结果显示：当叶片缺水的时候，不同基因型的高粱是会产生不同反应的，同时，当基因型和土壤有效水条件不同的情况下，其蒸腾效率是存在明显差异的。无论是蒸腾作用的强度还是光合作用的强度，主要都是受高粱本身的基因所控制，那么要考虑提高高粱水分利用效率，就得从基因、品种上加以改进优化。国外一些科学家通过对高粱和小麦的不同品种进一步研究，结果表明：由于叶肉光合能力不同，因此作物品种对水分的利用效率存在明显的差异。另国外还有一些研究表明：高粱叶片气孔对水分反应的某些机制是高粱水分利用效率产生差异的主要因素。
从20世纪90年代，很多科学家就从基因、性状方面对植物水分利用效率进行了很多科学研究；科学研究表明植物的水分利用效率的确实是一个可遗传的性状，而且水分利用效率的高低是由多对基因控制，不同品种的种间差异有稳定的遗传性状，在不同环境条件下照样具有保持稳定的表现。这也就意味着可以培育出高产量且高水分利用效率的新品种高粱。
2.外界因素对高粱水分利用效率的影响
生物的性状由遗传因子和生物所处的环境所决定，这是科学界毋庸置疑的结论。除了基因对高粱自身的生长、发育、结实的影响，外界环境也与高粱的各个方面有很大的关联。众所周知，光照环境、温度高低、相对湿度、土壤肥力、二氧化碳浓度等都对高粱的水分利用率存在较大的影响，接下来笔者就外界因素对高粱水分利用效率的影响作用。
温度对高粱水分利用效率的影响主要是蒸腾作用，通过对于蒸腾作用的影响来实现，气温上升可使△h2o增大而降低水分利用效率，但是温度影响的绝对不仅仅只是高粱的水分利用效率，温度还影响高粱各种酶的活性，正是因为这个原因，造成了各种植物都有其最适生长温度，于是便有了喜凉、喜暖植物之分，喜凉作物在较高温度下，喜暖作物在低温下，它们的水分利用效率均显著下降。昼夜温差对作物生长影响也是很大的，正是因为昼夜温差大，所以吐鲁番的哈密瓜特别甜。夜间在一定限度内降低温度对大多数作物有利，夜间低温可以减弱作物呼吸作用有利于干物质累积，从而增强水分利用效率。温度对水分利用效率的影响归根究底是温度对光合和蒸腾作用的影响差异所致，蒸腾作用随温度呈指数曲线上升，没有上限，而光合随温度上升则有一定限度，当温度达到最适点时，光合速率基本就停止上升有时甚至下降，因而高粱对水分利用效率下降。这也就算说要提高高粱的水分利用率，就要很好的控制高粱种植基地的温度。
光照和二氧化碳浓度主要是影响光合作用的光反应和暗反应，水也是光合作用必不可少的物质，所以，光照和二氧化碳浓度对高粱水分利用效率的情况就不加以赘诉了。土壤肥力是指土壤中含有能被植物吸收利用物质的多少，在肥沃的土壤中植物能很好的生长发育，这样植物就能长得很茂盛，根系也特别发达。在土壤肥力好的土壤中，高粱的枝叶更加茂盛，光合作用也更强；且高粱能形成庞大的根系，这对吸收水分是很有利的。因此在田地中施用一定的肥料是促进高粱水分利用效率的有效方法，这也是人们常说的以肥调水。相对湿度主要是影响植物的蒸腾作用对光合作用没有明显的影响，随着相对湿度的增大，蒸腾作用减弱，高粱对水的利用效率就提高了；土壤水分是指土壤的含水量，高粱的根系直接从土壤中吸收水分，所以土壤水分也是高粱水分利用率的一个关键因素。在平常的农作中，农民经常让高粱地先处于一种低缺水状态，这样高粱的根就能扎的更深，而且由于缺水，高粱吸水的能力也就增强了，自然提高了高粱对水分的利用率。
3.总结
综上所述，关于高粱水分利用效率主要要从遗传和环境两个方面入手，通过遗传学手段改良是一个重要的方法；通过环境变化的调节提高高粱水分利用效率也是一个重要手段。对高粱水分利用效率的研究，不仅仅是为了提高高粱的水分利用效率，而是为实现节水农业打下坚实的基础，以有限的水资源带来最大的农业收益，随着全球水资源的枯竭，发展节水农业是势在必行，刻不容缓的，通过高粱水分利用效率的研究，希望能对节水农业的发展有所帮助，为全球农业的变革做出贡献。以上是本人的粗浅之见，由于本人的知识水平及文字组织能力有限，文中如有不到之处还望不吝赐教。 [科]
【参考文献】
[1]张晓娟，周福平，张一中，柳青山.高粱抗旱节水栽培技术.山西农业科学，2009，10.
[2]柴琳.干旱胁迫及复水对高粱水分传导特性的影响.西北农业科技大学，2011，7.
[3]郭锐，丁玉川，董二伟，王劲松，焦晓燕.影响高粱水分利用效率因素研究进展，吉林农业，2012-03-20.
【关键词】高粱；水分利用效率；研究进展
随着全球淡水资源的快速枯竭，全世界的种植业都面临着严峻的挑战，水分亏缺是限制农业生产的主要因素之一，这就要求农业生产必须要将水分高效利用。农业种植需要大量的水资源来保障植物的生长发育和结实，而传统的灌溉模式一般是漫灌，这种灌溉方式需水量大，灌溉效率又低，造成了水資源的大量浪费；而为了节约水资源目前广泛采用的是喷灌式灌溉，这种方式具有需水量小、覆盖面积广、随关随停的优势。高粱作为全球主要粮食作物，其种植面积仅次于水稻、小麦、玉米、大麦；高粱是一种具有低耗水、高水分利用效率的作物，因此高粱具有良好的抗干旱能力。所以，高粱可以种植在干旱半干旱地区，其作为一种典型的抗旱作物，具有很高的生产及研究价值。因此，为了节水农业的发展，研究高粱的水分利用效率就具有非常重要的现实意义。高粱对水分利用效率的研究应主要从高粱自身对水分的利用效率和外界环境两方面来考虑。
1.高粱本身特性对水分利用效率的影响
目前科学研究表明，植物光合作用主要产生三种中间产物碳3、碳4和cam。而植物对水分的利用很大程度上与这三种物质的含有量有关，一般说来，cam植物是目前已知水分利用率最高的，而碳4植物次之，其后就是碳3植物，而且碳4植物的水分利用率比碳3植物要高2.5-3倍。碳4作物具有的较高的叶肉阻力和气孔阻力是其水分利用效率较高的重要原因，而高粱正是碳 4作物 ， 碳4植物对光能利用率和净同化率也高于水稻和小麦。
不同的种间和品种对水分的利用效率是千差万别的，而且农作物的水分利用效率是由多种因素决定。高粱水分利用效率影响因素主要是光合作用、呼吸作用、蒸腾作用；这三种作用是植物自身对水分利用的关键。当植物在进行光合作用、呼吸作用以及蒸腾作用的时候，都会有一定的水分散失，而这对高粱的水分利用率产生很大的影响。随着光合速率和蒸腾速率的增加，水分利用光合作用的趋势分别呈现上升和下降的趋势。经相关研究结果显示：当叶片缺水的时候，不同基因型的高粱是会产生不同反应的，同时，当基因型和土壤有效水条件不同的情况下，其蒸腾效率是存在明显差异的。无论是蒸腾作用的强度还是光合作用的强度，主要都是受高粱本身的基因所控制，那么要考虑提高高粱水分利用效率，就得从基因、品种上加以改进优化。国外一些科学家通过对高粱和小麦的不同品种进一步研究，结果表明：由于叶肉光合能力不同，因此作物品种对水分的利用效率存在明显的差异。另国外还有一些研究表明：高粱叶片气孔对水分反应的某些机制是高粱水分利用效率产生差异的主要因素。
从20世纪90年代，很多科学家就从基因、性状方面对植物水分利用效率进行了很多科学研究；科学研究表明植物的水分利用效率的确实是一个可遗传的性状，而且水分利用效率的高低是由多对基因控制，不同品种的种间差异有稳定的遗传性状，在不同环境条件下照样具有保持稳定的表现。这也就意味着可以培育出高产量且高水分利用效率的新品种高粱。
2.外界因素对高粱水分利用效率的影响
生物的性状由遗传因子和生物所处的环境所决定，这是科学界毋庸置疑的结论。除了基因对高粱自身的生长、发育、结实的影响，外界环境也与高粱的各个方面有很大的关联。众所周知，光照环境、温度高低、相对湿度、土壤肥力、二氧化碳浓度等都对高粱的水分利用率存在较大的影响，接下来笔者就外界因素对高粱水分利用效率的影响作用。
温度对高粱水分利用效率的影响主要是蒸腾作用，通过对于蒸腾作用的影响来实现，气温上升可使△h2o增大而降低水分利用效率，但是温度影响的绝对不仅仅只是高粱的水分利用效率，温度还影响高粱各种酶的活性，正是因为这个原因，造成了各种植物都有其最适生长温度，于是便有了喜凉、喜暖植物之分，喜凉作物在较高温度下，喜暖作物在低温下，它们的水分利用效率均显著下降。昼夜温差对作物生长影响也是很大的，正是因为昼夜温差大，所以吐鲁番的哈密瓜特别甜。夜间在一定限度内降低温度对大多数作物有利，夜间低温可以减弱作物呼吸作用有利于干物质累积，从而增强水分利用效率。温度对水分利用效率的影响归根究底是温度对光合和蒸腾作用的影响差异所致，蒸腾作用随温度呈指数曲线上升，没有上限，而光合随温度上升则有一定限度，当温度达到最适点时，光合速率基本就停止上升有时甚至下降，因而高粱对水分利用效率下降。这也就算说要提高高粱的水分利用率，就要很好的控制高粱种植基地的温度。
光照和二氧化碳浓度主要是影响光合作用的光反应和暗反应，水也是光合作用必不可少的物质，所以，光照和二氧化碳浓度对高粱水分利用效率的情况就不加以赘诉了。土壤肥力是指土壤中含有能被植物吸收利用物质的多少，在肥沃的土壤中植物能很好的生长发育，这样植物就能长得很茂盛，根系也特别发达。在土壤肥力好的土壤中，高粱的枝叶更加茂盛，光合作用也更强；且高粱能形成庞大的根系，这对吸收水分是很有利的。因此在田地中施用一定的肥料是促进高粱水分利用效率的有效方法，这也是人们常说的以肥调水。相对湿度主要是影响植物的蒸腾作用对光合作用没有明显的影响，随着相对湿度的增大，蒸腾作用减弱，高粱对水的利用效率就提高了；土壤水分是指土壤的含水量，高粱的根系直接从土壤中吸收水分，所以土壤水分也是高粱水分利用率的一个关键因素。在平常的农作中，农民经常让高粱地先处于一种低缺水状态，这样高粱的根就能扎的更深，而且由于缺水，高粱吸水的能力也就增强了，自然提高了高粱对水分的利用率。
3.总结
综上所述，关于高粱水分利用效率主要要从遗传和环境两个方面入手，通过遗传学手段改良是一个重要的方法；通过环境变化的调节提高高粱水分利用效率也是一个重要手段。对高粱水分利用效率的研究，不仅仅是为了提高高粱的水分利用效率，而是为实现节水农业打下坚实的基础，以有限的水资源带来最大的农业收益，随着全球水资源的枯竭，发展节水农业是势在必行，刻不容缓的，通过高粱水分利用效率的研究，希望能对节水农业的发展有所帮助，为全球农业的变革做出贡献。以上是本人的粗浅之见，由于本人的知识水平及文字组织能力有限，文中如有不到之处还望不吝赐教。 [科]
【参考文献】
[1]张晓娟，周福平，张一中，柳青山.高粱抗旱节水栽培技术.山西农业科学，2009，10.
[2]柴琳.干旱胁迫及复水对高粱水分传导特性的影响.西北农业科技大学，2011，7.
[3]郭锐，丁玉川，董二伟，王劲松，焦晓燕.影响高粱水分利用效率因素研究进展，吉林农业，2012-03-20.