综述：马铃薯（Solanum tuberosum L.）生产中灌溉调度方法的范围综述

这篇综述系统评价了马铃薯生产的先进灌溉调度方法，重点分析了土壤水分（FC）、蒸散发（ET）和植株生理（CWSI）三类技术的应用效果。文章指出维持80-90%田间持水量（FC）、80-100%作物蒸散发量（ETc ）或作物水分胁迫指数（CWSI）<0.4可优化产量与水生产力（WPI ），同时强调物联网（IoT）和无线传感网络（WSN）技术对可持续水资源管理的重要性。

　　

引言

马铃薯作为全球第四大粮食作物，其产量和品质高度依赖灌溉管理。浅根系特性、每日蒸散发（ET）波动及对土壤水分变化的敏感性，使得精准灌溉面临挑战。研究表明，灌溉不足可导致高达50%的产量损失，并引发块茎畸形、维管坏死等品质问题。

灌溉需求与发育阶段

马铃薯生育周期分为五个阶段，其中块茎形成和膨大期对水分胁迫最敏感。不同阶段需水量差异显著：块茎形成期需维持较高土壤湿度（80-90% FC），而成熟期适度水分胁迫可提升块茎干物质含量。气候和土壤特性显著影响灌溉策略，温带湿润地区作物水生产力（WP_C
）达20-26 kg m^-3
，而干旱地区仅9-16 kg m^-3
。

土壤水分调度技术

电容探头（如EC-5）和时域反射仪（TDR）通过实时监测体积含水量优化灌溉。美国密歇根州的LOCOMOS系统结合IoT技术，实现15分钟间隔数据采集，较传统方法节水2.54 cm，水生产力（WP_I
）提升15%。土壤水势（SMP）阈值研究显示，-10至-24 kPa区间可平衡水分供应与通气性，增产88%的同时节水47%。

蒸散发调度模型

基于FAO-Penman-Monteith方程的ET_c
模型整合气象数据与作物系数（K_c
）。西班牙的Irrigation-Advisor决策系统通过历史气候预测，减少13%用水量；埃及的Crop-R平台结合土壤传感器，节水效率达14-23%。

植株生理监测技术

热成像技术通过作物水分胁迫指数（CWSI）量化水分状态，阈值<0.4可节水342-516 m³
ha^-1
。秘鲁国际马铃薯中心利用FLIR热像仪验证了该方法的有效性。无人机载红外系统（如GreenWaterDrone）实现冠层温度空间评估，推动精准灌溉发展。

可持续水资源挑战

全球地下水超采问题严峻，美国高平原区灌溉含水层或于30年内枯竭。马铃薯生产的水足迹达287 m³
Mg^-1
，2021年明尼苏达州干旱导致地下水超采23.1亿升。集成土壤-ET-植株多源数据的智能调度系统，将成为应对水资源短缺的关键。

结论

综合研究表明，土壤水分（80-90% FC）、ET（80-100% ET_c
）和CWSI（<0.4）的协同优化可实现产量与水生产力的平衡。未来需融合IoT、遥感与模型预测，构建适应气候变化的可持续灌溉体系。