在干旱和半湿润气候条件下，不同类型豆类对亏缺灌溉的辐射利用效率及产量响应

《International Journal of Plant Production》：Radiation Use Efficiency and Yield Response of Bean Types to Deficit Irrigation in Arid and Semi-Humid Climates

可持续灌溉与豆类品种对光能利用及产量影响研究。采用分区设计法在干旱半干旱气候区进行两年田间试验，探究不同灌溉水平（100%、75%、50%）与白、红、扁豆品种组合对辐射利用效率（RUE）、光衰减系数（k）及产量（SY/BY/HI）的影响，揭示节水灌溉与品种选育协同提升水受限农业系统产量的机制。

　　

摘要

本研究独特地探讨了亏缺灌溉（Deficit Irrigation, DI）与不同气候条件对不同类型豆类（白豆、红豆和斑豆）的辐射利用效率（Radiation Use Efficiency, RUE）、光消光系数（Light Extinction Coefficient, k）和产量的综合影响，为干旱和半湿润地区的可持续水资源管理提供了新的见解。实验在两个连续的生长季节（2017年和2018年）进行，每个地点都采用了分割区设计（Split-Plot Design），以灌溉水量（分别为100%（DI₀）、75%（DI₂₅）和50%（DI₅₀）作为主处理，豆类类型作为子处理。研究结果表明，亏缺灌溉显著影响了叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）、总干物质（Total Dry Matter, TDM）和RUE，且这些影响因地点和豆类类型而异。在半湿润气候条件下，红豆在DI₀处理下的LAI、TDM和RUE值最高。光消光系数k随气候、灌溉水平和豆类类型的不同而显著变化：在干旱气候中，k的取值范围为0.76至0.68；而在半湿润气候中，k的取值较低，为0.63至0.54（种植后38至94天）。在DI₀处理下，k的值为0.65至0.58；而更严重的亏缺灌溉（DI₂₅和DI₅₀）导致k值升高，分别达到0.74和0.70。在各种豆类中，斑豆的k值最高，从种植后38天的0.77降至94天的0.69。种子产量（Seed Yield, SY）、生物产量（Biological Yield, BY）和收获指数（Harvest Index, HI）受到气候条件以及灌溉和豆类类型相互作用的显著影响。半湿润气候条件下的SY、BY和HI值最高。红豆在DI₀处理下的产量最高（SY为2238.30公斤/公顷，BY为6133.81公斤/公顷）。DI₂₅处理下的种子产量保持较高水平，仅减少了6.83%，显示出显著的节水效果，证明这是一种高效的灌溉策略。在DI₀条件下，红豆的RUE最高（为2.22克/兆焦耳），即使在半湿润气候下的严重亏缺灌溉（DI₅₀）条件下，RUE也依然保持在较高水平（为2.15克/兆焦耳）。斑豆在DI₀（42.89%）和DI₇₅（41.15%）处理下的收获指数最高。这些结果为优化水资源管理和选择适合的豆类类型以提高水资源受限农业系统的可持续产量提供了宝贵的参考。