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河西绿洲冷凉灌区水资源短缺和传统漫灌方式严重制约该区农业可持续发展。为突破瓶颈,通过引入膜下滴灌调亏灌溉模式,可实现该区作物节水、稳产、提质的目标。本研究于2019和2020年4～10月在甘肃省张掖市民乐县洪水河管理处益民灌溉试验站进行。供试材料品种为―青薯168‖,根据马铃薯不同生育期及《灌溉试验规范》（SL 13-2015）,共设计了8个调亏灌溉处理和1个充分灌溉对照,分别为:苗期调亏灌溉（WD1,55%～65%田间最大持水量（Field Capacity,FC）;WD5,45%～55%FC）、块茎形成期调亏灌溉（WD2,55%～65%FC;WD6,45%～55%FC）、块茎膨大期调亏灌溉（WD3,55%～65%FC;WD7,45%～55%FC）、淀粉积累期调亏灌溉（WD4,55%～65%FC;WD8,45%～55%FC）和全生育期内充分灌水（CK,65%～75%FC）。分析了不同生育期膜下滴灌调亏马铃薯土壤水分、温度、养分、微生物及酶活性动态变化规律,研究了水分调亏对马铃薯生长生理特性、产量及品质的影响,并结合Jensen、Minhas、Blank、Stewart四种函数探究了符合该地区马铃薯栽培管理的水分生产模型,最后利用层次分析结合模糊数学综合评价法筛选了马铃薯最优灌溉制度。研究结果如下:（1）块茎膨大期年均耗水量最大,可达185.35～239.52mm,块茎形成期和淀粉积累期年均耗水量次之,分别为100.02～132.30mm、82.48～112.36 mm,苗期年均耗水量最少,49.32～69.81mm。耗水强度及耗水模数均表现为类似变化趋势,块茎膨大期＞块茎形成期＞淀粉积累期＞苗期。（2）膜下滴灌调亏处理增温保墒效果明显,有效调控了土壤水热状况。苗期,WD1、WD5处理土层温度高于对照处理,其地温上升速率高于对照CK,有利于块茎萌发;块茎形成期至块茎膨大期,WD2、WD3、WD6和WD7处理各土层土壤温度均高于CK;淀粉积累期,随着外界大气温度的回落,土层温度也逐渐回落,但受水分胁迫的影响调亏处理WD4和WD8土壤温度高于对照,延长了马铃薯生殖生长周期。（3）水分胁迫改变了马铃薯对土壤养分的消耗量,WD1处理对碱解氮的消耗量最大,达23.59 mg·kg-1,WD4次之,WD6消耗量最少,分别为21.68和4.59 mg·kg-1;速效磷消耗量和速效钾消耗量大小均表现为WD1＞CK＞WD4＞WD2＞WD8＞WD5＞WD3＞WD7＞WD6;同时,细菌、真菌及放线菌数量随土层加深逐渐减少,在马铃薯整个生育期水分胁迫处理细菌、放线菌数量均低于对照,且块茎膨大期水分胁迫影响最显著;真菌数量受水分胁迫的影响与细菌、放线菌截然相反,具体表现为轻度水分胁迫＞中度水分胁迫＞对照。轻度水分调亏脲酶活性和蔗糖酶活性均高于对照,而中度水分胁迫处理均低于对照;过氧化氢酶活性和碱性磷酸酶活性在水分胁迫作用下均高于对照。（4）苗期轻度水分调亏处理对马铃薯净光合速率无显著影响,中度水分调亏处理虽会降低马铃薯净光合速率,但复水后有补偿效应;随着生育期的推移,其中WD2、WD3、WD4、WD6、WD7、WD8处理净光合速率、气孔导度及蒸腾速率较对照分别降低（10.22%、8.72%、11.44%、19.55%、15.89%、23.53%）、（17.12%、24.61%、14.25%、32.43%、33.65%、19.88%）、（9.38%、13.26%、18.19%、13.60%、24.50%、10.23%）,且胞间CO2浓度及叶片水分利用效率在该阶段分别增加（6.85%～37.24%）、（9.57%～31.40%）。同时,块茎形成期、块茎膨大期是马铃薯用水高峰期,对水分胁迫最敏感,该阶段进行水分胁迫后将会显著影响其光合作用,进而导致作物最终减产。（5）苗期轻度调亏对马铃薯生长动态无显著影响,但调亏处理WD1、WD5根冠比较对照分别增加42.33%、84.52%。块茎形成期至淀粉积累期,在提高马铃薯根冠比的同时也降低了马铃薯株高（1.03%～34.59%）、茎粗（5.45%～28.23%）、叶面积（9.90%～55.80%）、单株干物质积累量（7.35%～24.66%）的形成及干物质的分配,且影响程度随着调亏程度增加而增加,因此除苗期外其余各生育期均不适宜进行水分调亏。（6）苗期轻度水分调亏WD1处理对其产量及产量构成要素较对照无显著影响;块茎形成期至块茎膨大期,水分胁迫对单株结薯数、单株薯重量、马铃薯纵径、横径的影响显著。淀粉积累期,轻度调亏灌溉与对照间无显著差异,而中度水分胁迫依然较对照显著降马铃薯产量。同时,较对WD1处理的马铃薯年均产量最高,可达47766.96 kg·hm-2,CK次之,为43707.6 kg·hm-2,块茎形成期中度水分调亏处理WD6产量最小,仅为35721.25 kg·hm-2。同时,水分利用效率亦表现出相似变化,WD1的水分利用效率最高(9.10 kg·m-3)、CK次之(8.20 kg·m-3)、WD6最低(7.10 kg·m-3)。（7）苗期轻度水分调亏可促进马铃薯总糖（0.64%～0.77%）、蛋白质(2.22mg·g-1～2.48 mg·g-1)及淀粉含量（39.87%～45.77%）的积累,但对维生素C积累有显著抑制作用;块茎形成期至淀粉积累期,水分胁迫不利于马铃薯总糖、蛋白质、淀粉含量的积累,且块茎膨大期水分胁迫最为显著,但对维生素C含量的形成具有促进作用。其中,调亏处理WD1总糖含量及淀粉含量均最高,分别为0.73%、45.08%、处理WD5蛋白质含量最高,为2.45 mg·g-1,处理WD8维生素C含量最高,为22.83 mg·100g-1。（8）通过Jensen、Minhas、Blank、Stewart四个模型拟合发现,Jensen模型和Stewart模型的拟合度较好,缺水敏感指数大小依次为块茎膨大期＞块茎形成期＞苗期＞淀粉积累期。基于层次分析法与模糊综合评价相结合对河西冷凉灌区马铃薯膜下滴灌调亏模式从经济效益、品质、耗水量及环境效益综合评价发现,调亏处理WD1（田间持水量的55%～65%）为优灌溉模式。综合马铃薯产量、品质、耗水量及养分消耗等综合指标,马铃薯苗期进行水分调亏（土壤相对含水率为55%～65%田间持水量）,其他生育期充分灌溉（土壤相对含水率为65%～75%田间持水量）为河西绿洲冷凉灌区马铃薯最优灌溉策略。