半干旱地区高粱×苏丹草杂交种灌溉策略优化及其对乙醇产量、水分利用效率和抗旱性的影响

为解决半干旱地区生物乙醇生产的水资源优化问题，研究人员开展高粱×苏丹草杂交种(SSG)灌溉水平对乙醇产量及水分利用效率(WUE)的影响研究。通过两年田间试验发现，不同灌溉处理(100%-25%田间持水量)下，季节性蒸散量(ETc)为261.4-576.6 mm，WUE达23.1-38.4 kg ha-1 mm-1，理论乙醇产量(TEY)最高达6477 L ha-1。研究确定了85.0-89.6% I100为最优灌溉水平，为半干旱地区生物燃料可持续生产提供精准灌溉策略。

　　

这项研究深入探讨了半干旱条件下不同灌溉水平对高粱×苏丹草杂交种(SSG)生物乙醇产量和水分利用效率(WUE)的影响机制。通过为期两年的田间试验(2021-2022)，科研团队设置了四种滴灌处理方案，分别对应田间持水量消耗的100%、75%、50%和25%。

研究数据令人振奋：季节性作物蒸散量(ET_c)跨度达261.4-576.6 mm，展现出显著的水分响应梯度。更引人注目的是水分利用效率指标，WUE达到23.1-38.4 kg ha^-1 mm^-1，灌溉水利用效率(IWUE)更是高达30.3-52.3 kg ha^-1 mm^-1。在生物乙醇产出方面，汁液乙醇产量(JEY)为422-1679 L ha^-1，木质纤维素乙醇产量(LEY)达1729-4797 L ha^-1，而理论乙醇产量(TEY)峰值达到6477 L ha^-1。

随着干旱胁迫加剧，乙醇产量呈现明显下降趋势，这揭示了SSG对灌溉水平的敏感性。通过正交比较分析，研究人员锁定了最佳灌溉阈值：木质纤维素乙醇产量(LEY)在85.0% I₁₀₀时达到最优，而理论乙醇产量(TEY)则在89.6% I₁₀₀时表现最佳。这些发现不仅证实了SSG在缺水环境下的强大适应能力，更为半干旱地区可持续生物燃料生产提供了精准灌溉的黄金标准。

该研究的创新性在于首次系统量化了SSG的水分-产量响应曲线，其卓越的水分利用效率为面临水资源短缺的农业地区提供了兼顾产量与可持续性的解决方案。这些突破性发现将推动精准灌溉技术的发展，助力全球半干旱地区实现绿色能源的可持续生产。