亏水胁迫是限制植物生长的重要因素,会诱导植物细胞产生渗透失衡、膜系统损伤、代谢速率降低等不良反应,进而导致作物的产量下降甚至衰亡。植物水分生理信息可以准确地表征植物亏水胁迫程度,更好地获取植物水分生理信息有助于农林业的可持续发展。目前,传统植物水分生理指标（叶水势、蒸腾速率、茎流等）均间接表征植物体内水分含量,但都存在难以实现实时在线无损检测、检测设备昂贵且操作复杂等难题。针对这些问题,本文首先研制了一种具有自适应能力的、基于植物介电特性的茎干水分复合传感器,并以活立木茎干水分为研究对象,构建了活立木亏水检测指标和亏水胁迫评价指标,最后,基于这两类指标探索了活立木亏水胁迫灌溉模型并进行了灌溉应用分析。本文主要研究内容、方法与结论包括:（1）基于植物茎干组织的三相混合介电模型,本文对团队自主研发的茎干水分传感器进行了改进,改变了测量探头结构,并创新性集成了压力和紧实度自动调控装置,研发出一款自适应茎干水分传感器,不仅保证了传感器探头始终与木本植物茎干具有相同接触面积及紧实度,同时避免了由于活立木生长过快探测环对活力木表皮的损伤,从而提高了野外长期监测精度。通过增大信号源功率（25mw）,进一步扩大探测半径,使得传感器对于树龄长、表皮厚、直径大的植物依然具有良好的普适性。传感器的径向敏感距离约为40mm,茎干体积含水率测量范围为0%～100%,温度灵敏系数为2.5m V/℃。（2）基于自主研制的活立木茎干水分复合传感器,通过分析无亏水胁迫下活立木茎干水分在萌芽期、生长期、落叶期、休眠期四个不同生命周期内的日变化和月变化规律,探讨了通过活立木茎干水分变化规律,反演活立木生命体征的可能性,并构建了活立木亏水胁迫检测衍生指标（茎干水分日最大值、日最小值、日平均值、日极差值）。为按照植物生命需水状况进行精准节水灌溉提供了指导依据。（3）在分析活立木茎干水分与环境参数相关性的基础上,构建了基于环境参数与茎干水分的活立木亏水胁迫评估模型,并使用亏水胁迫参数θ去评估活立木的干旱胁迫程度,将θ=6.0394°作为杨树灌溉停止指标,进而为植物的亏水胁迫灌溉提供了量化数据支撑。（4）以杨树为试验对象,确定了4个亏水胁迫检测指标为输入变量,以亏水胁迫评价指标θ为输出变量,探索了杨树亏水胁迫灌溉模型,并基于该模型完成了灌溉控制系统的软硬件设计,在两个实验苗圃内进行了试验验证,与传统基于人工经验灌溉相比,基于杨树亏水胁迫灌溉模型的灌溉控制系统能够节水22%以上。本文基于自主研制的茎干水分复合传感器,创新性地构建了植物亏水胁迫检测指标、亏水胁迫评价指标、和亏水胁迫灌溉模型,为植物的精准节水灌溉策略制定提供了新的理论基础。