辽宁西部半干旱区水资源短缺、旱灾频发,近年来膜下滴灌技术得到推广应用、成效明显,但缺少必要的灌水技术与理论支持。本文以当地的主要粮食作物玉米和花生为研究对象,采用盆栽模拟和大田试验相结合的方法,研究作物生育中期不同水分胁迫方式(灌水方式)和程度(含水量水平)对两种作物生长发育形态指标和光合特性、渗透调节物质、酶活性等生理生化指标以及籽粒产量、生物量等产出指标的影响,在阐明作物水分胁迫生理响应机制的基础上,对双侧均匀灌水、双侧交替灌水和单侧固定灌水等技术方式的适宜性进行大田验证,提出了适于当地的土壤水分调控指标和灌水方式。本研究可为辽宁西部半干旱区玉米、花生节水灌溉和高产栽培提供理论参考和技术支撑。得到如下主要结果如下。水分胁迫使供试作物玉米和花生的长势、光合特性、产量及水分利用效率改变。随着水分胁迫程度的加重,供试作物的株高、叶面积、地上干物质、根长、根干重等形态指标减小而根冠比增加,叶片叶绿素含量、蒸腾速率和净光合速率等光合指标下降,籽粒产量下降、水分利用效率提高。作物受到水分胁迫后,植株长势、光合和产量等指标变化与水分胁迫程度间呈非直线相关关系。当水分胁迫较轻时,作物长势、光合速率、产量等指标受到的影响较小,而蒸腾速率下降很快;当水分胁迫超过某一土壤含水量范围之后,作物长势、光合速率、产量等指标下降速度加快。综合分析得出,对玉米、花生影响较小的土壤含水量下限为田间持水量的60%左右,花生采用双侧交替灌水土壤含水量下限需提高至田间持水量的70%。玉米拔节到灌浆期按此土壤含水量控制灌水,与正常供水相比,产量降低不显著,但可减少灌水量28.9%、产量水分利用效率提高17.2%;花生结荚期按此土壤含水量范围进行双侧均匀灌水和双侧交替灌水产量降低不显著,可分别减少灌水量26.7%、40.0%,水分利用效率分别提高16.3%和29.1%。作物对不同程度、不同方式水分胁迫响应的协同作用不同。在相同胁迫水平下,玉米和花生的长势、生理生化指标、产量、水分利用效率等因水分胁迫方式而不同。单从作物生长发育、产量和水分利用效率评价,双侧交替灌水(双侧交替水分胁迫)效果最好,双侧常规灌水(双侧均匀水分胁迫)次之,固定灌水(单侧固定水分胁迫)最差。好的水分胁迫方式(灌水方式)可将土壤含水量控制的更低,更有利于节水和增产。作物自身调节、抵御水分胁迫。植株体内可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量随水分胁迫程度的加重而增加,但可溶性蛋白质含量增加幅度较小;随水分胁迫程度加重,过氧化氢酶(POD)升高,多酚氧化酶(PPO)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性降低,丙二醛(MDA)含量升高。相关分析结果表明,花生叶片净光合速、蒸腾速率与植株体内可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量及过氧化氢酶(POD)活性呈极显著负相关,与多酚氧化酶(PPO)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性呈极显著正相关关系;说明花生受到水分胁迫后光合速率、蒸腾速率下降,正常生理过程改变,有机物合成受阻、水分消耗减少,体内可溶性物质浓度增加、保护性酶活性升高是作物靠自身调节机能、进行自我保护的响应。辽宁西部半干旱区适宜的滴灌灌水方式因作物而异。在盆栽试验的基础上进行的壤质风沙土田间试验结果表明,以相同灌水量(轻度干旱)进行滴灌,交替灌(等行距种植,垄沟交替灌水)、固定灌(大垄双行种植,垄上作物行间灌水)和常规灌(等行距种植,双侧垄沟同时灌水)比较,交替滴灌和固定滴灌均提高了玉米、花生的产量、水分利用效率,减少了水分蒸发。玉米以交替滴灌效果最佳,固定滴灌次之;花生以固定滴灌效果最佳,交替滴灌次之。这与两作物的生物学特性有关。综上所述,辽宁西部半干旱区玉米生育中期灌水136mm、隔垄沟交替滴灌(等行距种植),花生生育中期灌水74mm、垄上作物行间(大垄双行种植)固定滴灌效果最好。本成果需要从辽西生产实际出发,在综合考虑节水、高产、滴灌系统的建设投入、生产劳动力成本的等因素的基础上,因地制宜地进行推广应用。