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随着水资源日益短缺，节水农业研究迫在眉睫。在径流、渗漏、无效土面蒸发接近于最大限度的控制之后，提高植物本身的水分利用效率(WUE)就成为进一步发展旱作农业和节水农业的一个中心问题。由于水分利用效率是一个复杂的受多基因控制的可遗传的综合性状，其调控机理有待进一步深入细致地研究。唯有如此，才有可能在进一步大幅度减少农业用水方面取得新突破。
同一作物不同品种间水分利用效率存在明显差异。选择抗旱节水型或高水分利用效率的品种，可以达到明显的节水效果。由于品种间水分利用效率表现与作物生理生态特性密切相关，因此，研究小麦的生理生态特性在不同水分处理下的自我调控机理至关重要。
本文以河北省当前大面积推广的10个冬小麦品种为试验对象，采用大田试验和盆栽试验相结合的方法，利用先进的仪器设备和技术研究了不同灌溉处理下冬小麦品种的产量、水分利用效率及其生理特性对水分作出的响应，根据水分利用效率与生理生态特性的相关关系，建立了评价高产、抗旱节水小麦品种的指标体系。本项研究得出以下结论：
1.品种间水分利用效率、产量和抗旱性有明显差异。10个品种中6365、6172和9905的产量和水分利用效率较高，莱3279和花521的抗旱性较强。6365由于有较强的自我调控能力，产量构成因素亩穗数、穗粒数和千粒重三者能够协调统一，产量较高，因而水分利用效率较高，水分利用效率比品种4185高7.5％～13.38％。表明华北平原在小麦品种上有一定的抗旱节水潜力。
2.水分亏缺并不总是降低产量，适度水分亏缺反而会提高作物产量和水分利用效率。采用调亏灌溉制度，在其生育期灌水3次，灌水180mm左右，可比充分灌溉节约用水100mm以上，产量比充分灌溉增加5.5％，而水分利用效率提高34.15％。研究结果表明，灌足底墒水和拔节水是实现节水前提下达到小麦高产的技术核心，灌好拔节期1水、抽穗-灌浆期1～2水，是保证高产的关键。
3.不同品种的叶水势、光合速率、蒸腾速率和气孔导度存在明显差异。水分胁迫使光合速率和气孔导度大大降低，光合下降的原因是干旱使叶绿体PQ库变小，光系统Ⅱ的的潜在活性中心受阻，光合作用的原初反应和光合电子传递过程受到抑制，导致光合速率大大降低。水分胁迫对蒸腾速率的影响，上下午有所不同。光合与蒸腾速率的关系为二次曲线关系，关系式为Pn=-315.98gs2+122.93gs-0.9037，并随灌水次数增加，相关系数减小。干旱处理下，气孔导度与蒸腾速率为直线关系，关系式为T=10.46gs+0.4194。但随着灌水次数的增加，气孔导度与蒸腾速率的关系由直线变为二次曲线。
4.在农艺性状方面，旗叶和倒二叶的叶面积和比叶重以及经济系数与水分利用效率的相关关系达显著或极显著水平。在生理性状方面，气孔阻力和蒸腾强度与水分利用效率高度相关。
5.根据试验结果，以冬小麦的叶水势、气孔阻力、蒸腾强度、抗旱系数、最高产量和WUE为参数，建立了综合评价高产、抗旱节水冬小麦品种的指标体系，此指标体系的评价模型为：IA=0.4Ym+0.2WUE+0.1(Rs+ψt+Tr)+0.1DI。根据评价模型，6365是高产、抗旱节水的理想品种。