马世浩，杨 丞，王贵兵，张 赓，李小坤，3

（1.华中农业大学资源与环境学院华中农业大学微量元素研究中心，武汉430070；2.全国农业技术推广服务中心，北京100125；3.华中农业大学双水双绿研究院，武汉430070）

0 引言

水稻是我国主要粮食作物之一，占粮食种植面积的35%左右，我国约有65%的人口以稻米为主食[1]。同时，水稻也是种植过程中用水量最多的作物[2]。我国水稻生产中最常用的水分管理方式是淹水灌溉，水稻生长的过程需要大量水来保持水层，但通常只有不到一半的水能被水稻消耗利用[3,4]。稻田灌水量是小麦和玉米等其他作物2～3 倍，耗水量极大[5]，稻田灌溉水的水分生产率仅为1 kg/m3[6]。据研究，目前我国西南地区稻田灌溉用水量9 000 m3/hm2以上，北方部分地区由于降雨量小，灌水量更是高达15 000～22 500 m3/hm2，远高于当地水稻实际需要的灌水量[7]，水资源浪费极其严重。而全国有70%左右的耕地干旱缺水，每年仅灌区缺水约300 亿m3[8]。由于缺乏有效的节水灌溉技术和管理，很大一部分灌溉用水在田间输水的过程中损失。在一些大型灌溉区域，每生产1 kg 稻米要消耗约4～5 m3的水，其中作物生长只需要25%～30%水分，而大部分水通过蒸发和渗漏损失了[9]。

节水灌溉是在正常条件下节水，并且保证农作物高产稳产，通过优化灌水次数和灌水定额，减少灌溉用水总量[10]。2019年我国农业灌溉耗水量2 387.6 亿m3，占全国耗水总量的74.6%[6]。随着世界人口的增长，以及城镇和工业的发展，用于农作物灌溉的水资源越来越匮乏，水稻生产的可持续发展和粮食安全已经受到了威胁[11,12]。……