界面水分亏缺和作物水分胁迫，是农业生态系统管理和农业生产实践中极为关注的问题，对其深入研究和水分胁迫机制的利用，涉及农田水热传输、气孔行为，作物生理生态过程。

J．R．Etheringtou(1982)指出，人类面临的第一个生理生态问题是水分的不足。植物水分需求和水分亏缺的缓解是最复杂的生理生态和微环境物理机制的前沿问题。 A．W．Haney(1978)认为生态系统不是“理想的”，当物质循环不是顺利地进行时就会发生漏洞，导致水和养分的损失。然而，事实是即使生长旺盛蒸腾强烈也会导致水分亏缺。显然，水分亏缺使作物遭受逆境胁迫，是农作物经常和周期性地经历的一种现象。在进化历程中，植物为适应环境而谋求自身发展已形成了有效的适应反应机制，使植物能应付不同的强度的水分亏缺。已积累的经验和实验结果表明，这些适应机制，无论是气孔的运动。器官的协调反应，或是缓慢的发育形态的适应，群体的消长，或是通过体内改变激素的平衡，酶活性的改变，对水分胁迫的反应，如脱水和渗透调节，都有复杂的控制过程和机制。从抗御逆境及资源的有效利用角度看，水分胁迫并非完全是负效应，在对水分胁迫各类反映表象之间的联系与内在规律充分了解的基础上，可以因势利导地加以利用，以达到作物节水种植，提高水分利用效益的目的。

随着全球气候变化和水资源日趋匮乏，干旱的频繁威胁，作物水分胁迫机制及其利用日益引起注意。中国科学院北京(大屯)农业生态系统实验站，在黄秉维院士直接指导下，在80年代初，就充分关注到这一重大理论和实践意义的问题。黄秉维先生亲自设计的田间试验方案，将近13.3hm2试验地分成基本不受水分胁迫充分灌溉土壤经常保持湿润的处理、经常水分亏缺作物经常和周期性地处于轻度和中度水分胁迫状态的处理，干旱与湿润交替，(即按北京郊区习惯灌溉方式)的对照处理，进行了多年连续的大面积大量实验观测，在对农田生态系统物质能流交换基本实验观测的同时，水分研究始终是中心目标。作物气孔的水分反应，水分亏缺的诊断，水分胁迫的判别，干旱程度判别，水分利用效率，均成为研究的重要方向。其核心内容为作物水分胁迫机制及其防御，以期获得农业节水效益。

于沪宁(1995)从节水农业角度、农田小气候过程分析了作物水分胁迫机制，提出了在农田生产中的利用和消除胁迫后反冲(overshoot)机制的利用。并提出秸秆还田、增施有机肥等措施，增加冠丛CO2浓度，缓解水分胁迫后CO2补偿点的迅速跃升，提高光合利用效率和水分利用效率[86]。