水旱胁迫是一种客观存在的自然现象，其表现形式为土壤水分过多（涝渍）、过少（干旱）所形成的单独胁迫、或者其不同形式交替胁迫的组合。现行的作物水分生产函数主要以单一的受旱、受涝、受渍或者涝渍胁迫为条件，模型的形式有多种，各有相应的适用范围，但缺乏水旱交替胁迫下具有作物生理机理的统一模型。本课题利用2003~2011年开展的棉花涝渍胁迫试验资料，同时在2014~2016年开展了作物受旱、受涝和旱涝交替试验，通过试验观测开展了以下3方面的研究工作：1）揭示了单涝、单渍、单旱和涝渍综合胁迫、水旱交替胁迫对棉花形态生长（叶面积、株高和茎粗）及产量（干物质产量和籽棉产量）的影响。同时比较了棉花不同形态生长指标的响应差异，以及不同产量指标的响应差异；2）建立了以水位和通气性为特征的涝渍胁迫综合指标，以通气性和腾发量为特征的水旱胁迫综合指标；3）构建了水旱胁迫条件下的作物产量模型。首先根据涝渍致灾机理构建了适用于涝渍胁迫下的改进Morgan模型和改进CROPR模型，再将其改进拓展应用于更为复杂的水分条件:即单旱、单涝以及旱涝交替胁迫，利用涝渍胁迫试验数据，对涝渍胁迫下的改进Morgan模型和改进CROPR模型进行率定及验证，构建了水旱胁迫下的改进Morgan模型和改进CROPR模型。 成果表明，涝渍、旱涝交替对棉花生长和产量形成会造成不利影响；先涝后渍对棉花形态生长的抑制作用最为显著，单涝次之，而单渍的影响很小；同其他生育期相比，发生在花铃期内的先涝后渍会给棉花的生长及产量带来严重的损害，其次是蕾期的先涝后渍，而吐絮期内的涝渍影响很小；高温会加重涝渍对棉花生长的不利影响；涝渍的影响在胁迫期间及结束后比较明显，但在涝渍结束之后的一段时间内会得到一定的恢复；先旱后涝的影响以前期的受旱对茎和叶影响为主，后期的涝对棉花茎和叶生长影响较小；前期的旱导致减产，而后期涝对前一阶段的减产会产生补偿。土壤含水量、通气性、作物ET都可以作为描述旱涝的指标。通过引进涝渍胁迫指标和旱涝综合指标，可以用Morgan模型、CROPR模型描述涝渍及水旱胁迫时棉花的干物质积累和最终产量的形成。 本成果对于保障作物生长、水资源高效利用、减少水旱灾害损失、合理管理农田排水等具有理论与实际意义。 2100433B