我国干旱半干旱区占国土面积的52.5%,西北半干旱区许多地区作物生育期内降水不足250mm,难以满足正常生长需水,灌溉对于该区作物稳产、增产具有不可替代的作用。该区灌溉水有效利用率较低,且近年来地下水过度开采、水土流失严重,生态环境十分脆弱,农业与生态用水矛盾突出。但该区光照资源丰富、昼夜温差大,是我国优质水果重要产区,梨枣是该区的特色出口水果,也是该区种植结构调整中重点发展的支柱产业之一,因此,如何高效利用有限的水资源进行科学灌溉,提高灌溉水有效利用率是当地枣业生产中急需解决的突出问题。针对西北半干旱区果业生产面临水资源紧缺的现实,论文以该区特色经济果树梨枣树为研究对象,在西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室、陕西省大荔县城关镇梨枣园分别开展了温室与大田试验,对调亏灌溉的梨枣树根区土壤水分动态变化特征、水分亏缺与复水环境下梨枣树用水过程、生理调控与气孔响应机理、不同生育期不同水平亏水处理对营养生长与生殖生长的影响及其调控机制等进行了较系统的研究,分析了各生育期不同亏水处理对梨枣耗水规律、产量、品质、作物系数、水分利用效率及经济效益的影响,取得了以下成果:⑴通过亏水处理与复水效应研究,进一步证实了适度水分亏缺可以有效调控梨枣树叶片气孔开度,降低叶片过多的蒸腾耗水,并刺激树体诱发补偿效应,初步揭示了调亏灌溉提高果树叶片水平水分利用效率的机理与水分亏缺引起的“干湿交替过程”对气孔的调控机理,从果树生理角度进一步证实了调亏灌溉的节水机理。⑵揭示了调亏灌溉对梨枣树生长发育的调控过程,初步阐明了不同生育期不同亏水处理对其营养生长与生殖生长、梨枣果实发育与产量形成的影响机制,为提高梨枣产量水平水分利用效率提供了理论依据。⑶分析了温室不同生育期亏水处理梨枣树液流在全生育期内的变化规律及其与参考作物蒸发蒸腾量、土壤含水率间的定量关系,表明不同亏水处理在显著降低灌溉水量的同时液流总量最大降幅仅为10.5%,且部分处理出现液流总量略高于对照的现象,表明亏水处理下梨枣树根区土壤“干湿交替”可诱发根系产生明显的吸水补偿效应;同时,利用液流液流—株间微型株间微型蒸渗仪法计算各亏水处理梨枣树的蒸发蒸腾量与水量平衡法计算结果具有较好的一致性,相对误差在-6%～17%之间,可用于灌溉制度的制定。⑷研究了梨枣树不同生育期不同水平亏水处理对果实品质的影响,分析了梨枣单项品质指标对水分调控的敏感性并通过熵权法与主成份分析法对梨枣综合品质进行了评价,在此基础上初步建立了基于梨枣树水分-品质响应机理的控水调质生产函数。⑸得到了温室与大田条件下不同水平亏水处理的梨枣树耗水规律和作物系数,结果表明,生育期内两者均呈单峰曲线变化,最高值出现在开花座果期与果实膨大期。⑹通过对温室与大田梨枣树不同生育期实施不同水平亏水处理,研究了叶片碳稳定同位素分辨率(△L)与相应时段叶片水平WUE(WUEi、WUEn)、最终产量、产量水平WUE(WUEy)间的关系,同时研究了果实碳稳定同位素分辨率(△F)与产量、WUEy和耗水量间的关系。结果表明不同生育期亏水处理对梨枣树△L、△F影响显著,不同生育期亏水处理的△L与WUEi、WUEn仅在果实成熟期均呈显著负相关(P<0.05),△F与WUEy、产量也仅在果实成熟期均呈显著负相关(P<0.05或0.01)全生育期所有亏水处理下△L对叶片水平WUE具有一定指示性,且对WUEn的指示性优于WUEi,△F对WUEy、ETc指示效果较为理想。⑺根据三年的试验资料,从优选梨枣树最佳调亏灌溉方案出发,构建了评估梨枣树调亏灌溉综合效益的多层次指标体系,利用多层次多目标模糊理论与方法,建立了调亏灌溉综合效益多层次多目标模糊评价模型,利用信息熵理论求得各层评价指标客观熵权,结合专家法的主观权重获得了模型各层评价指标综合权重,提高了模型评价可靠性。同时,运用该模型对3年温室、大田梨枣树调亏灌溉综合效益进行了评价。结果表明,在温室条件下,果实成熟期中度(灌水定额为对照1/2)亏水处理方案的调亏灌溉综合效益较好;在大田自然降水条件下,果实成熟期重度(不灌水)、中度(灌水定额为对照1/2)亏水的单阶段调亏灌溉方案及萌芽展叶期重度(不灌水)+果实成熟中度(灌水定额为对照1/2)亏水的复阶段调亏灌溉方案综合效益较为理想,符合生产实际情况。因此,基于信息熵理论的调亏灌溉综合效益模糊评价模型可为梨枣树最佳调亏灌溉方案的制定提供较为可靠的指导。⑻根据三年的调亏灌溉试验资料与当地降水资料,初步提出了西北半干旱区不同水文年型梨枣树调亏灌溉模式,同时还探讨了调亏灌溉在西北半干旱区推广应用的适用性和潜力。研究结果表明,在西北半干旱区梨枣园实施科学的调亏灌溉可以提高梨枣树叶片和产量水平水分利用效率,有助于节水、稳产、优质、高效的可持续型果业生产模式的形成,对促进该区果业健康发展具有重要的指导。