采用田间试验，以传统滴灌模式为对照，系统研究了以张力计读数制定的实用型滴灌模式对番茄生长、产量、水肥利用率及土壤环境的影响。结果表明，与传统滴灌模式相比，采用实用型滴灌模式（当埋深15cm的张力计读数大于35kpa时进行灌溉施肥，灌水定额为5mm，每次施纯氮浓度为120mg/L，氮磷钾比例为1:0.3:1.5）可维持番茄植株正常生长，实现节水40.4%，节肥45.6%，产量提高8.6%，灌溉水利用率提高82.1%，肥料偏生产力提高99.5%。并且该模式可显著降低0-20cm土层的碱解氮、速效磷、速效钾含量及全盐含量，避免表层养分及盐分累积，显著降低深层土壤20-40cm的土壤含水量，避免土壤根层水分向下运移造成水分浪费。

开展田间马铃薯膜下滴灌补灌试验，研究不同补灌处理对马铃薯耗水量、光合特性、产量及水分利用效率的影响，得出适宜的补灌处理方案。结果表明：全生育期耗水量随补灌定额的增大而增大；光合速率变化曲线呈双峰凸抛物线型，在块茎膨大期进行补灌有利于提高马铃薯叶片的光合速率；蒸腾速率与光合速率有相似的变化规律，在块茎膨大期进行补灌对蒸腾速率的影响较为明显；处理F5产量最高，为32790kg/hm2，一定范围的补灌定额可以提高产量，当补灌定额超过675m3/hm2时，产量与补灌定额不再呈正相关关系；处理F5的灌溉水利用效率和水分生产效率最大，分别为48.58kg/m3和19.0kg/m3；处理F8日平均水分利用效率最大，为1.55μmolCO2/mmolH2O，其次为处理F5，为1.25μmolCO2/mmolH2O。综上，处理F5是最佳的补灌方案。

以黄土高原区土壤为研究对象，通过土壤水分特征曲线与土壤基本理化参数系列试验，获得了Van-Genuchten模型参数的实测数据样本，建立了土壤基本理化参数与Van-Genuchten模型参数之间一一对应的关系，创建了以土壤黏粒含量、粉粒含量、容重、有机质含量、全盐量为输入变量，Van-Genuchten模型参数为输出变量的非线性传输函数预报模型。研究表明：以土壤黏粒含量、粉粒含量、容重、有机质含量、全盐量为输入变量，对Van-Genuchten模型参数进行非线性预报是可行的；所建立的非线性预报模型精度较高，预测样本下Van-Genuchten模型参数α的实测值与预测值的相对误差的平均值为9.66%，参数n的实测值与预测值的相对误差的平均值为6.83%，检验样本参数α的实测值与预测值的相对误差的平均值为7.34%，参数n的实测值与预测值的相对误差的平均值为5.45%。研究成果为黄土地区提供一种便捷获取土壤水分特征曲线的途径。

以蓄水坑灌冬季土壤温度实测资料为基础，建立了以距离蓄水坑壁径向5cm处的分层土壤最低温度、坑内平均温度、地表温度和沿坑壁的径向距离输入，以距蓄水坑坑壁15cm、25cm和35cm处分层土壤最低温度为输出，拓扑关系为11-13-8的BP-WSPI-T模型，对蓄水坑灌果园冬季土壤最低温度分布特征进行定量预测，并采用田间实测数据对模型进行率定和验证。结果表明：BP-WSPI-T模型在对距离蓄水坑壁径向15cm、25cm和35cm处分层土壤最低温度预测时的平均相对误差分别为8.7%、9.4%、7.3%；土壤温度整体预测的平均相对误差为8.5%，模型预测精度较好。模型可以较好对蓄水坑灌冬季土壤温度分布进行预测。

以山西省临汾市灌溉试验站3年冬小麦全生育期实测田间试验资料为依据，将作物生长模型作为冬小麦生长过程模拟的基础，分析确定限水供水条件下作物优化灌溉施肥方案。研究表明，在同一水文年条件下，随着灌溉供水量的增加，追肥量在增加，产量也在增加，但效益却先增大后减小，存在最优值；在同一灌溉供水量条件水平下，干旱程度越大（频率越大），追肥量基本上呈现了先增加后减少的趋势，说明水分不足直接影响了小麦对养分的吸收，且产量也基本上呈现减少的趋势。

基于水力性能优异的微孔混凝土渗水管道，提出了一种灌溉水输送和渗流同步进行的渗灌方式。以砂子和水泥为原料，采用干压法制备了长度为500 mm、外径为70 mm、内径为50 mm的微孔混凝土圆管，将圆管连接成长20 m的渗水管道，详细研究了渗水管道的水力性能。结果表明：微孔混凝土渗水管道的单位长度流量随系统水头的增大线性增大；系统水头变化对渗水管道前段水头影响较大，对渗水管道后段水头影响较小；渗水管道前段沿程水头减小速度较快，中段沿程水头减小速度逐渐变慢，后段沿程水头减小速度非常缓慢。该研究为微孔混凝土渗灌系统的构建和使用提供了依据。

基于2年大田试验，对比研究了不同施氮量（N1：80 kg/hm2，N2：160 kg/hm2，N3：240 kg/hm2）和水分（W1：拔节期和抽穗期分别补灌30 mm，W0：不灌溉）处理对冬小麦地上部生物量累积、产量和水氮利用效率的影响。此外，构建了2种水分条件下的冬小麦临界氮浓度稀释曲线模型，并据此建立氮营养指数模型对冬小麦进行氮素营养诊断。结果表明，一定水分条件下，中氮处理的地上部生物量显著高于低氮处理，且与高氮处理差异不显著；一定施氮水平下，适当补充灌溉可提高冬小麦地上部生物量累积。2种水分处理的冬小麦地上部最大生物量与临界氮浓度间符合幂函数关系，拟合度均达到极显著水平，且在年际间具有较好的稳定性。综合氮营养指数和施氮量与产量的拟合曲线得出，W0和W1条件下，冬小麦获得最高产量时对应的施氮量分别为171 kg/hm2和186 kg/hm2。2个冬小麦生长季，W1N2处理的平均水分利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.57%和14.01%；平均氮肥利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.97%和55.77%，是合理的灌水施肥处理。

为探明黄土高原区山地枣树的需耗水规律，于2009至2013年在陕北米脂试验站进行了非充分灌溉试验。对枣树各生育阶段耗水量和参照作物ET0进行了排序，结果表明：果实生长膨大期>开花座果期>果实成熟期>萌芽展叶期；枣树四个生育期（萌芽展叶期、开花坐果期、果实膨大期、果实成熟期）的作物系数均值分别为0.44、0.81、0.99、0.91；根据试验地气象局提供的1971-2005年的逐日气象资料，计算了试验区35年有效降雨量、枣树需水量和灌溉需水量，分析了不同水文年份枣树的需水量和灌溉需水量，讨论了枣树需水量与同期气象因子的关系并将各生育阶段作物需水量与同期气象因素进行了拟合，为陕北山地枣树的作物需水量提供了经验公式，也为制定黄土高原地区不同水文年份枣树的灌溉制度提供了科学依据。

为探寻东北旱地玉米最优的覆盖种植模式,采用小区试验并结合3种覆盖方式（秸秆覆盖、地膜覆盖和传统耕作）和2种种植模式（玉米单作、玉米间作大豆）研究其对土壤水热调控效应、玉米干物质累积和产量的影响。研究结果表明，对于同一种植模式来说，秸秆覆盖可以显著提高土壤根区贮水量，地膜覆盖对土壤增温效果最显著，而同一覆盖方式下土壤水分和温度受间作影响不明显。玉米产量明显受到覆盖和间作模式的影响，覆盖和间作可增加玉米产量，其中单作模式下，DM处理下玉米的产量比JM和CM分别提高19.34%、11.39%；间作模式下，DI处理下玉米的产量比JI和CI分别提高19.71%、13.74%。研究认为，地膜覆盖耕作玉米/大豆(DI)是东北旱地雨养地区适宜的覆盖种植措施。

根据玛纳斯河流域中游平原灌区（玛河灌区）24个标准气象站逐日气象资料，采用Penman-Monteith公式计算了各站逐日ET0，利用经验贝叶斯Kriging 插值法、距平分析及偏相关分析等方法分析了玛河灌区ET0时空变化特征及其影响因素。结果表明：玛河灌区年ET0均值为972mm，呈现东北高、西南低的分布规律；近56年ET0呈增加趋势（0.51mm/a），通过第一主震荡周期预测2014年后玛河灌区ET0值将会是偏高期；偏相关分析表明风速是影响该灌区ET0的主要原因。

为实现椰糠栽培方式下番茄的节水高产，同时为智能化灌溉提供理论支持，采用称重法测定番茄的逐日、逐小时耗水量，记录日光温室内气象因子，并分析其相关性，制定灌溉模型，为番茄椰糠栽培合理灌溉提供数据支撑。试验结果表明：苗期逐日耗水量为94.1 mL·株-1，开花期为539.2 mL·株-1，结果期为746.8 mL·株-1。苗期逐小时耗水量为17.1 mL·株-1，开花期逐小时耗水量为44.4 mL·株-1，结果期逐小时耗水量为76.4 mL·株-1。得出耗水量与累计光辐射能相关性最强，制定了不同生长阶段的线性模型，为建立椰糠栽培条件下番茄科学灌溉制度提供理论支撑,为进一步实现利用气象因子智能调控灌溉打下基础。

为了寻求红寺堡地区酿酒葡萄园的最佳灌水量，解决葡萄园合理灌水问题，以4年生酿酒葡萄“赤霞珠”为供试材料，以滴灌为灌水方式，设计6个不同灌水量梯度，分析不同灌水量下葡萄园土壤刨面水分含量、碱解氮、有效磷、速效钾含量变化趋势，研究不同灌水量对土壤速效养分和水分在土壤迁移中的影响。结果表明，酿酒葡萄园土壤养分的空间迁移受不同灌水量的影响较为明显，随着灌水量的增加，土壤中速效养分向深层迁移的量也随之增加。在灌水量为2.85×103 m3/hm2时，酿酒葡萄的产量最高，土壤养分向下迁移的量相对较少，为最优处理。

以黑龙江省27个气象站点1959～2014年的逐月降水数据为基础，计算不同时间尺度的标准降水指数，结合主成分分析法分析该省气象干旱的严重程度、影响范围、时空分布的多时间尺度特性。结果表明，黑龙江发生气象干旱的频率约为30%，省内气象干旱影响范围在1980年前呈扩大趋势之后逐渐缩小，2000年至2014年干旱范围轻微增大后趋于稳定。气象干旱空间分布格局主要存在整体一致型和西北-东南对立分布两种态势。随着时间的变化，黑龙江在1980年后极端事件发生较多，2000年后旱化趋势显著。该结论可为研究区内的水资源分配及农业发展提供理论指导作用。

针对水资源承载能力评价具有不确定性的特点，选择10个评价指标，采用模糊集对分析（FSPA）理论结合集对指数势（SPEP）建立FSPA- SPEP模型，以定量评估南宁市2005~2015年水资源承载能力并进一步分析其影响因子。结果表明，2005~2009年南宁市水资源承载能力明显降低，而自2010年南宁市大力推行节水型社会建设以来，水资源承载能力明显逐步提高，2010~2015年南宁市水资源承载能力最主要影响因子为生态环境用水率和日人均城市生活用水定额。建议南宁市加强节水型社会建设力度，促进社会经济可持续发展。

为研究膜下滴灌条件下水氮协作对烤烟水肥利用、植烟土壤养分含量的影响，设计不同灌水量（300、400、500和600 mm）及施氮量（4、5和6 g/株）处理，并对不同处理下烤烟灌溉水利用效率、氮收获指数、土壤速效养分含量等指标进行观测和分析。结果表明：灌水量与烤烟灌溉水利用效率和氮收获指数呈极显著负相关（P＜0.01）；施氮量与烤烟氮素累积总量呈极显著正相关（P＜0.01），与氮肥偏生产力呈极显著负相关（P＜0.01）。在本研究灌水和施氮范围内，提高灌水量有利于提高土壤速效营养元素（N，P，K）含量，而提高施氮量有利于提高土壤碱解氮含量。不同处理以T5节水节肥综合效益最优，灌溉水利用效率、氮收获指数、氮素烟叶生产效率、植烟土壤碱解氮氮含量分别为0.68kg/m3，0.764，33.50 kg/kg和137.28 mg/kg。

通过田间试验研究了盐渍化灌区基于优化磷配比下不同的施氮水平(N0、N1、N2、N3)对套作小麦/玉米土壤水盐及产量的影响及它们之间的相关关系。结果表明：在优化磷配比下，套作小麦/玉米土壤含水率、盐分都随施氮水平的提高呈先降低后增加的趋势，N2P2处理时土壤含水率、盐分最低；套作小麦/玉米的产量随着施氮水平的提高而先增加后降低，并且N2P2处理下的小麦玉米产量最大，合理的氮磷配施(N2P2)可以提高作物对水分和养分的利用率，增加作物的产量。施氮水平与土壤含水率之间呈显著负相关(P<0.05)，与土壤盐分的相关性为极显著负相关(P<0.01)，与产量之间存在极显著正相关关系(P<0.01)。对合理的制定施肥方案，调控土壤水盐含量，实现作物高产稳产，减少环境污染及农业的可持续发展具有一定的指导作用。

湿地水环境恶化，有研究表明水生植物能够有效吸收水中的有机质、氮等营养物质。是以水生植物对底泥中有机质、氮含量的变化影响进行分析，为改善湿地水环境提供依据。本文是以石佛寺湿地作为研究对象，将石佛寺湿地分为5个研究区（芦苇区、荷花区、蒲草区、沉水植物与浮叶植物的混合区、空白对照区），在5个研究区选取5个采样点，对5个采样点的底泥进行1年的采样（除去1，2月），测得有机质（OM）、氮（TN）的含量，通过OM、TN含量的变化，分析水生植物对底泥中OM、TN含量的影响。温度、降雨量、微生物、水流方向等因素都对底泥中OM、TN含量的变化产生影响，结果表明OM、TN含量的变化大多是由水生植物的生长消耗与微生物对植物死体的分解影响，5个研究区中芦苇区、荷花区的有机质、氮含量较高，蒲草区、混合区相对较少，高于空白区，不同的水生植物对有机质、氮含量有不同的影响。

为确定五常市县域水资源的空间范围，明晰水权的归属关系和权利义务。文章通过构建层次分析法模型对五常市初始水权进行分配。构建了水权分配的指标体系，计算各层元素的相对权重，确定了评判指标优先序等级，最后通过判断矩阵法按层次结构图分层确定各评判指标的权重系数，对五常市生活、农业、非农生产、生态用水进行分配。

农户节水灌溉技术的采用对干旱缺水型地区的农业发展具有十分重要的意义。基于张掖市544份农户节水灌溉技术采用情况的调研数据，运用Probit模型、Tobit模型分别对农户节水灌溉技术的采用与否行为和采用率行为进行了实证分析，结果发现影响农户两种采用行为的显著性因素存在差异：年龄、受教育程度、距离最近集市距离、土地经营规模只显著影响农户节水灌溉技术采用与否行为，健康状况、家庭年收入、成本收益只显著影响农户节水灌溉技术采用率行为；农业收入占家庭总收入比重、效果水平、政府推广、政府补贴是显著影响农户两种采用行为的共同因素，其中政府推广和政府补贴对农户节水灌溉技术采用行为影响程度更大。基于此，最后提出有效开展推广工作、促进土地规模化经营、努力增加农民农业收入、提高节水灌溉技术性能、加大政府扶持力度几点措施。

潜水蒸发法和面积定额法是计算植被生态需水量的常用方法，而目前研究中，仅运用一种方法进行干旱区生态需水量的计算，为了解决其计算方法单一、研究结果合理性存在争议，并确定干旱区荒漠植被合理生态需水量计算方法的问题，研究以2013年塔里木河干流上游区为参考区域，通过遥感技术解译该地区各荒漠植被的面积，运用潜水蒸发法和面积定额法计算该区荒漠植被生态需水量，并计算其相对差值百分比，且与前人的研究成果进行比较，结果分别为54.33%、41.39%、52.78%，其值皆为50%左右，相差较小，表明了潜水蒸发法及面积定额法计算干旱区荒漠植被生态需水的合理性，并通过均值计算确定干旱区荒漠植被合理的生态需水量，即2.65×108m3，可应用于其它干旱地区荒漠植被合理生态需水量的确定。

采用网格法对陕西富平国土资源部退化及未利用地土地工程整治重点实验室中试基地对流-弥散盐碱地试验田进行采样，分别测定0~10、10~20、20~30、30~50、50~70、70~100、100~150、150~200 cm的土壤pH及电导率。研究了蓄水条件下土壤pH与电导率的空间分布特征及二者之间的相关关系，结果表明：在蓄水条件下，土壤pH和电导率均随着土壤深度的增加而增加；土壤pH与电导率均在20~50 cm土层处具有最高变异系数；土壤pH与电导率呈极显著正相关关系。通过掌握蓄水条件下土壤pH与电导率的空间分布特征及相关关系可以为盐碱地地区盐渍化的防治和盐碱地的合理利用提供依据。

研究了各阶段水分亏缺对产量及其构成要素的影响，旨在探讨不同水分处理和亏缺强度下水稻适应环境的生理机制，同时对水分生产函数的发展进程做了浅析，将水分响应模型进行地区性验证以找到作物需水的关键期，使紧缺的水资源发挥最大的利用价值。但由于受土壤类型、气候条件、灌水控制标准的差异及水分胁迫程度不同，使研究结论不尽一致。本文通过对国内外相关文献进行总结归纳，得出如下结论：认为在拔节孕穗和抽穗开花期两个关键阶段不宜水分胁迫，否则对会导致产量及其构成要素显著降低，而分蘖和灌浆阶段为钝感期，此阶段适度缺水对产量影响较小。从产量要素分析，分蘖期干旱，有效穗数下降最为明显，而在灌浆期受胁迫时，粒重表现为急剧减少，呈显著相关趋势，抽穗开花和乳熟期灌水不足，影响最大的要素是结实率，而拔节孕穗期受旱程度与穗粒数降低幅度相一致。同时文章结尾对农业节水灌溉今后的发展方向提出见解，指出了水稻栽培技术和管理方法等有待解决问题的研究深度和广度，为高效节水灌溉制度的制定和发展节水农业提供科学依据。

针对ZigBee技术在节水灌溉系统网络中传输距离短、网络结构复杂、信号在传输过程中易受干扰等缺点，提出一种基于LoRa的节水灌溉系统设计方案。同时，通过对LoRaWAN协议的信息传输模式的分析，结合灌溉需求给出了一种混合传输模式以平衡节点功耗和实时性。

南疆的内陆气候为棉花生长提供了得天独厚的自然条件，但该地区棉花种植范围广，极端干旱，灌溉面积大。为解决传统灌溉方式自动化程度低、水资源浪费严重、能效低等问题，本文以变频调速、无线通信、传感器、自动控制等技术设计了一套基于南疆棉田滴灌模式下的节水灌溉智能控系统。该系统采用高精度土壤温湿度传感器，远程在线采集土壤墒情，以此来实现墒情（旱情）自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制水泵电机等灌溉设备的变频运行；通过工控机智能管理平台选择灌溉方式，实时监测整个灌溉过程，获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施。从而获得灌溉预报结果，科学、合理指导适时适量的灌溉，达到自动化程度高、节水、节能的目的。