青稞作为西藏地区的主要粮食来源,种植面积占西藏粮食播种面积的百分之六十,占粮食总产量的一半以上。青稞属于禾本科,在高寒地区特殊的气象、地理条件下,是目前已知的4500米以上地区唯一可正常成熟收获的农作物品种。春灌时节,低温融雪水是西藏高寒区极其重要的一种灌溉水源。然而由于西藏高寒区积温不足(10℃以上年有效积温仅1200℃左右)、土层较薄(20cm左右)、日际温度变化较大等自然因素影响,低温融雪水(0℃左右)利用不当便会形成寒害,从而影响作物产量。为探求融雪水春灌寒害机制,更科学合理地利用融雪水以春灌,开展本研究。作为西藏河谷农业的典型代表,拉萨是西藏的青稞主产区。青藏高原地形地貌的多样性与复杂性,形成了具有鲜明特点的高原气候、繁杂的高原区域小气候和较为明显的高山垂直气候带。而河谷地区农业用水多取自高山融雪水,特殊的水源形成了具有地域特色的高原农业产业。本文通过对照试验定量分析了灌水温度降低对地温及青稞生长变化。基于稳定氢氧同位素示踪法,对比分析了青稞关键生育期灌水前后根区水分来源变化,通过关键生育期水分贡献率的研究得到了低温水灌溉青稞用水策略。结合定位通量计算土壤下边界水分运动,运用水量平衡方程计算青稞耗水过程。分析了低温水灌溉对青稞耗水以及水分生产率的影响,得出了青稞耗水规律。论文主要结论包括以下几方面:(1)通过低温水灌溉对照试验定量分析了灌水温度降低对地温及青稞生长变化。低温水灌溉较常温水灌溉会直接导致土壤温度降低:0～10 cm 土层土壤平均温度降低1.41℃,10～20 cm 土层土壤平均温度降低0.67℃;低温水灌溉条件下春青稞成熟期的地上物质累积量降低20.73%以上,地下物质累积量降低18.73%以上,株高降低6.3 cm左右;低温水灌溉春青稞产量随灌水温度降低而降低,且产量构成要素均表现较低于非低温水灌溉:穗长平均减少0.67 cm、百粒质量平均降低1.26 g、平均减产33.58%。低温水不仅造成了作物的减产,还延长了春青稞的生育期(15～20d)。说明低温水灌溉较常温水灌溉会直接导致青稞根区土壤温度降低,间接影响青稞根系吸水及生长发育。在条件允许的情况下,西藏高寒区融雪水灌溉应结合蓄水池增温(日照等措施)处理后进行。低温水灌溉较常温水灌溉会在一定程度上抑制青稞株高发育、减少青稞的干物质累积、降低青稞籽粒产量等。融雪水春灌以少量多次为原则,可有效避免融雪水寒害影响。(2)基于稳定氢氧同位素示踪法,对比分析了关键生育期灌水前后作物根区水分来源变化。低温水灌溉条件下,根系吸水活跃程度在灌前以深层根系(20 cm左右)为主,灌后以浅层根系(10cm)为主。伴随灌溉引起的土壤水分垂向运动,青稞根区主要吸水深度由灌水前(15～20cm)变为灌水后(5～10cm),整体呈现上升趋势;随灌水温度的降低,上升趋势减缓(9时灌水处理灌水后为10～15 cm,18时灌水处理灌水后为5～10cm)。低温水灌溉条件下,青稞灌溉前吸收水分深度为20 cm左右。植物水与土壤水在灌溉后δD比率在10 cm、15cm会出现交会现象,吸水贡献率最大值将在上述土壤层中出现,由此可知,春青稞在接受灌溉后吸收水分明显增加。低温水灌溉条件下,青稞浅层根区(5～10 cm)吸水比例降低,而灌溉水主要集中在5～10 cm土层,说明青稞根系对灌溉水利用效果随温度降低而降低。随灌水温度的上升,青稞主要吸水根深对应的土层土壤水分贡献比例增加((9时灌水处理0.54,18时灌水处理0.72)。因此,融雪水灌溉建议尽量在日地温较高时进行(实测晴天日地温最高在14时至16时左右),可从灌水时间角度避免低温水灌溉产生的寒害影响。(3)基于定位通量法计算土壤下边界水分运动,运用水量平衡法计算青稞耗水过程。春青稞耗水由降水、灌溉水和土壤水以及深层渗漏4部分组成,试验研究表明:青稞在不同灌水温度条件下耗水总量在473.71～499.71 mm,平均4.00～4.12 mm/d。播种至苗期耗水量在64.01～65.88 mm,苗期至分蘖期耗水量在37.49～39.13 mm,分蘖至拔节耗水量在98.73～102.59 mm,拔节至抽穗耗水量在132.91～133.65 mm,抽穗至灌浆耗水量在117.66～131.72 mm,灌浆至成熟耗水量在 22.91～26.74 mm。灌水量为 287 mm,产量 7187.70～7960.15 kg/hm2,水分生产率为1.73～2.06kg/m3,灌溉水利用率为2.05～2.27kg/m3。分析低温水灌溉对春青稞耗水以及水分生产率的影响,得出青稞耗水规律。在耗水量、耗水强度、耗水模数以及水分生产率各项指标综合分析下,18时灌水处理表现均优于9时、12时灌水处理。除灌水温度不同,其他灌水条件一致前提下,增加灌水温度,会使灌溉用水效率有所提升。同等灌水量及灌水时间下,提高灌水温度有利于提高青稞产量、青稞水分生产率。整个生育期内灌浆期耗水强度最大,提高灌水温度有利于青稞籽粒灌浆,促进青稞籽粒成熟。因此,低温水灌溉春青稞建议在日地温较高时进行(实测晴天日地温最高在14时至16时左右);同时,可采用如喷灌、滴灌等节水灌溉形式进行春灌;地面灌溉条件下,可采取减少出苗水灌水量等形式进行,均可有效降低低温水灌溉对作物的寒害影响。