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“十一五”期间,面对发展节水农业、提高水分利用效率、调整农业种植结构、增加节水型作物种植比例和提高农民收入的农业发展要求,以及水资源严重短缺的实际情况,使得调整农业种植结构这一问题引起了人们的更多关注。本文以内蒙古河套灌区为研究背景,对灌区普遍实施的套种作物小麦套葵花、小麦套玉米与经济作物番茄进行了系统的非充分灌溉试验研究,探讨小麦套葵花、小麦套玉米和番茄合理高效的灌溉制度,对河套灌区农业节水决策具有指导意义。通过分析与研究,得出以下主要结论:(1)小麦套种向日葵生育期内作物腾发量为508.29mm(2008年)、513.86mm(2009年),各生育阶段需水规律为分蘖～拔节>拔节～抽穗>抽穗～成熟>苗期～分蘖,适宜的作物-水模型为Jensen模型,各个生育阶段敏感指标的变化规律为:λ2>λ3>λ4>λ1,,需水关键期为小麦拔节与葵花快速生长的共生期,日耗水强度高达6.3mm/d,生育期内灌3次水,适宜的灌水定额为60m3/亩,作物水分生产率为1.41kg/m3,保证这一阶段灌溉水量充足,对作物增产作用重大。(2)小麦套玉米生育期内作物实际腾发量在2008年与2009年分别为686.66mm与677.06mm,各生育阶段需水规律为:拔节～抽穗>分蘖～拔节>喇叭口～灌浆>抽雄～灌浆>苗期～分蘖,适宜的作物-水模型为Jensen模型,各个生育阶段敏感指标的变化规律为λ3>λ2>λ5>λ4>λ1,需水关键期为小麦拔节～抽穗与玉米抽穗的生长期,日耗水强度最高达到6.8mm/d。生育期内灌5次水,适宜的灌水定额为60m3/亩,作物水分生产率为1.63kg/m3。8～9月份是玉米籽粒形成的关键时期,需要足够的水分保证养分的输送。(3)番茄生育期内实际腾发量在2008年与2009年分别为413.38mm与422.98mm,水分生产率变化范围为25.00～29.36kg/m3,蕃茄对水分的利用是高效的。对地面灌溉技术畦灌和沟灌相比,沟灌番茄采用较小的灌水定额(22.5m3/亩),在快速生长期和盛花期灌两次水,可以取得比较理想的产量(7780kg/亩)和较高的水分生产效率(29.36kg/m3)。番茄适宜的作物-水模型为Blank模型,各个生育阶段敏感指标的变化规律即开花着果～结果盛期>苗期～开花着果>结果盛期～结果末期。(4)由灌溉制度优化结果得到小麦套葵花、小麦套玉米推荐的生育期灌水量分别为250mm、450mm,沟灌番茄在生育期内灌两次水,推荐的灌水量以60～70mm为宜,畦灌番茄在快速生长期灌1次水,推荐的灌水量以60mm为宜。