黑龙江省的水资源处于时空交叉分布状态,加上发生的季节性干旱,使得农业生产的发展受到限制和影响。针对黑龙江省自然资源及灾害现状,于2013年在黑龙江省北安市红星农场,进行了玉米调亏灌溉的盆栽试验。运用对比分析、统计分析和模型优化算法,分析亏水处理对玉米生物性状、耗水量以及产量的影响试验研究,优化并分析不同的调亏灌溉处理模式,以期为节约农业用水和黑土区玉米高产提供理论依据。初步结论总结如下:(1)单生育阶段水分亏缺复水正常灌溉后,高水平的调亏处理要比低水平的调亏处理株高增长量大,但在灌浆阶段的调亏对株高影响不大,抽雄阶段的茎粗受水分亏缺的影响比较大。苗期轻度调亏,秃尖长度最小,抽雄阶段的秃尖长度比较大。拔节阶段重度调亏的百粒重小于其他单生育阶段调亏,单生育阶段轻度调亏的根重值较小,抽雄期中度调亏的根冠比最大。(2)全生育期进行水分亏缺,重度调亏的各项生长指标均是最差的,植株矮小,秃尖长度最大,产量最低。所以不宜在作物生长阶段进行重度亏水处理。(3)在不同的生长阶段,玉米需水量有很大的差别。其中,以拔节期的耗水量最大,抽雄期对水分最敏感,日耗水强度苗期较小。单生育阶段苗期轻度亏水时耗水量最大,全生育期进行充分灌溉时耗水量高达44.04kg/盆。拔节期的总耗水量最高,然后是抽雄期,分别为37.73%和31.75%,在拔节期和抽雄期的玉米,应进行灌溉,满足其正常生长的需水量。(4)抽雄期重旱对产量影响最大,苗期水分亏缺影响不大。在拔节期和抽雄期玉米水分亏缺,收获产量显著降低。玉米进行的水分亏缺处理要适宜,不低于60%田间持水量,以免影响后期玉米的收获产量。(5)全生育期,适宜灌溉和充分灌溉时的水分利用效率基本相同,分别为4.67g/kg和4.63g/kg。苗期在单生育阶段进行的中度水分亏缺处理,能够提高后期水分利用效率。而灌浆阶段水分亏缺处理后的水分利用效率,变化不显著。(6)从全生育期来看,产量与总耗水量两者之间关系密切,呈现二次抛物线形状,若是灌水值满足46.93kg/盆时,收获产量能够达到206.98g/盆。建立Jensen水分生产函数模型,对全生育期的耗水量和产量数据进行拟合,最终确定不同生长阶段玉米对水分亏缺处理的敏感性高低顺序:抽雄期,拔节期,灌浆期,苗期。(7)通过基于实数编码加速遗传算法的投影寻踪模型(RAGA-PPC),对试验中的不同亏水处理模式进行分析评价。黑土区最佳的玉米调亏灌溉方案是苗期调亏度为田间持水量60%的水分处理,其产量和水分利用效率比对照处理分别提高2.11%和6.42%。