稻田不合理的氮素管理模式造成了氮素资源浪费与水体及大气环境污染。为深入分析中国南方典型稻田的氮素去向特征及其优化管理模式，基于2017年湖北省孝昌县高岗村的试验稻田在常规水肥管理下的稻田观测数据，采用了DNDC模型对稻田各氮素去向负荷进行了模拟与分析, 包括水稻植株吸氮、氮素渗漏、氨挥发与反硝化。研究结果表明：①DNDC模型能够准确模拟中国南方典型稻田的氮素各去向负荷，其中模型对氮素渗漏与氨挥发动态模拟的拟合度（R ²）高达0.649 3~0.860 2，纳什效率系数（NSE）高达0.513 5~0.786 2，经验证后的模型可用于稻田氮素去向的动态与结构特征分析；②氮素的气态损失—而非随水流失—是稻田氮素损失的主要途径，其占总氮素损失量的比例高达83.86%~86.69%，且分蘖肥施用期与水稻黄熟落干期是造成显著气态损失的重要时期；③基于情景模拟可提出研究区内具体的氮素优化管理模式，优化施氮量为100 kg/hm²，优化施氮方式为秸秆还田处理，该模式比低氮施肥处理提升了12.67%的稻谷吸氮量，比高氮施肥与氮肥表施处理减少了17.64%~65.57%的氮素气态损失。该研究的结果与稻田氮素去向特征的分析方法可推广至中国南方稻区，以实现高氮利用与低氮污染的可持续发展。

总结国内外土壤水盐运移研究领域的主要研究内容，并探索其发展前景。基于CNKI与WOS核心数据库，统计2000-2020年中关于土壤水盐运移的文献，利用VOSviewer可视化分析软件并结合CNKI和WOS中可视化分析功能，对国内外近21 a土壤水盐运移领域文献的发文量、关键词共现、作者合作等进行可视化分析。结果表明：2000-2020年，在土壤水盐运移领域的发文量总体呈攀升态势；该领域核心期刊刊出论文较多的主要期刊有《AGRICULTURAL WATER MANAGEMENT》、《灌溉排水学报》、《节水灌溉》等；该领域的发文国家数量较多，主要活跃在滴灌、微咸水灌溉、冻融等条件下的实验研究和数值模型的模拟，我国在该领域的高影响力发文机构也位于世界前列；未来关于土壤水盐运移的研究将主要集中在土壤结构、种植耕作与管理方式、模型预测、滨海盐碱地、耐盐性植被的盐分适应性等几个方面。近年来土壤水盐运移规律的研究将是治理土壤盐渍化的重要理论依据，不同耦合条件下的土壤水盐运移规律研究及模拟预测对于我国土壤盐渍化治理具有重要意义。

为提高雨水生物滞留系统对氮素的去除率，通过室内土柱（高1 000 mm，直径200 mm的有机玻璃柱，出水管向上抬升用以形成不同淹没高度）物理模型试验，研究了雨水生物滞留系统运行时长（6、12、18、24、30 d）及不同淹没高度（0、250、500 mm）的氮素去除效果。结果表明，30 d内，系统的渗透性能随运行时长增加而增加，渗透系数从0.44 mm/min增加到了0.98 mm/min；系统填料中的黏粒（<0.002 mm）含量随时长增加向下迁移并富集在填料中部（250 mm）；NH₄ ⁺-N去除率随运行时长增加变化较小，平均去除率为93.60%， NO₃ ^--N和TN去除率随运行时长增加先增加后趋于稳定，最大去除率分别为54.45%和71.01%，COD的去除率随运行时长增加先减小后趋于稳定，变化范围为59.56%～73.85%；淹没区对NH₄ ⁺-N的去除率影响较小，而对NO₃ ^--N、TN和COD的去除率出现不同程度的增加，TN、NO₃ ^--N和COD的最大去除率对应的淹没高度分别为250、500、250 mm。系统在30 d的运行时长内氮素的去除率较为稳定，并未随运行时长的增加而下降；增设淹没区能提高NO₃ ^--N、TN和COD去除效率。综合考虑雨水生物系统对氮素的去除，推荐最佳淹没高度为250 mm。

为了探明南疆地区灌溉和种植模式对无膜滴灌棉花幼苗生长发育的影响，以当地覆膜种植棉花为对照CK，设置T1（36 mm）、T2（45 mm）和T3（54 mm）3个灌水定额与I1（3.3 万株/hm²）和I2（2.4 万株/hm²）2个种植密度，结果表明：无膜滴灌棉花株高、茎粗、叶面积、总根重、根平均直径和叶片净光合速率均随灌水定额的增大而显著增加，但总根长和根总表面积显著降低，叶片净光合速率随播种密度的增加而显著下降。主成分表明棉花根平均直径、气孔导度、蒸腾速率和根总表面积对灌溉和种植模式的响应度较高。通过隶属函数值得出，无膜滴灌棉花适宜的灌水定额为54 mm，播种密度为2.4 万株/hm²，可为无膜滴灌棉花产量的形成提供良好的前期基础。

农业灌溉用水受降雨、蒸发等气象因素影响较大，为了使农业水权分配科学合理，在分配时应采用动态水权，然而农业动态水权还没有统一的计算方法。以湖北省引丹灌区李楼镇为研究对象，基于研究区历史供水、气象、种植结构等资料分析，采用现状分配模式计算得到项目区农业基本水权为1 519万m³，提出了基于降雨或干旱指数的农业动态水权计算模型，计算得到项目区最大农业水权为1 708万m³；结合研究区农业用水计量到村的现状，提出了基于灌溉面积和灌溉需水量相结合的混合分配模式，将农业水权分配确权到村，确定了村级农业基本水权和动态水权。研究成果可为其他区域确定和分配农业水权提供借鉴。

为制定宁夏引黄灌区日光温室早春茬黄瓜水分灌溉制度，基于水肥一体化技术，采用田间试验的方法，研究不同灌溉频率下日光温室黄瓜果实发育及根系分布变化特征。结果表明：试验黄瓜茎蔓、叶片数和果实发育均呈现慢-快-慢的“S”形生长趋势，中频灌溉处理TR2可以促进株高、叶片数量和坐果数量的同步增加，同时利于果实膨大和单果重的增加。日光温室早春茬黄瓜根系干物质量在0~20 cm土层中占总根系量85%以上。不同生育阶段各灌溉频率对黄瓜根系生长量的影响存在差异，在黄瓜生育中早阶段，随着灌溉间隔的加大，0~20 cm土层根系生物量增加，但在黄瓜生育后期，低频灌溉处理TR3的根系生物量显著下降，中频灌溉处理TR2根系生物量最高，同时果实产量最高达到115 365 kg/hm²。因此，在宁夏地区引黄灌区日光温室早春茬黄瓜生产中，平均日均温约22 ℃，单次灌水定额70.05 m³/hm²的条件下，黄瓜结果期的灌溉间隔以2~3 d为宜，产量和水分利用效率最高，产量高达115 365 kg/hm²，水分利用效率为42.51 kg/m³。

茶树耗水较大、需肥较大，易旱茶区工程性缺水和季节性缺水导致传统施肥肥料利用率低。随着农业节水技术的普及，以滴灌和微喷灌为主的水肥一体化系统逐步应用到茶园，茶树水溶性肥料的筛选及配套施肥策略的研究成为技术人员关注的热点。为此，通过分析茶树水溶性肥料产品现状和专利申请现状，发现茶树水溶性肥料以叶面肥为主，用于灌溉施肥的水溶肥较少。同时从大量元素水溶肥、微量元素水溶肥、功能型水溶肥在茶园中的应用出发，梳理总结已有文献中应用水溶肥对茶树产量、品质、水肥利用率等方面的影响。在总结已有研究基础上，从叶面喷施、微灌施用两个角度出发，提出茶树水溶性肥料的研发方向、应用研究趋势和筛选标准，以期为茶园水肥一体化技术的研究和应用提供参考。

为了探索干旱地区马铃薯地下渗灌埋深对土壤水氮分布规律及最优利用效率模式，田间试验设3种地下渗灌埋深（5、10、15 cm）、3种灌水量（1 050、1 500、1 950 m³/hm²）和3种施氮肥量（120、180、240 kg/hm²）的3因素3水平正交试验。结果表明，各处理下马铃薯干物质积累量的增量在苗期和块茎形成期最大，T6处理（渗灌管埋深15 cm、灌水量1 950 m³/hm²、施氮量120 kg/hm³）在马铃薯3个生育时期干物质积累量最多、叶片叶绿素相对含量最大，均与其他处理总累积量存在显著差异（P<0.05）；随着渗灌管埋深的增加，土壤中含水率逐渐向下移动，相同土层的土壤含水率越高；马铃薯商品薯率T6处理最大为69.23%，与其他处理商品薯率之间均存在显著性差异（P<0.05）；T9处理产量最高为28.60 t/hm²，与T6处理无显著差异（P>0.05），但T6处理马铃薯水分利用效率最高为10.91 kg/m³，氮肥偏生产力最大为237.08 kg/kg，并且均与其他处理存在显著差异（P<0.05）。综上可见，在宁夏干旱地区，选择地下渗灌埋深为15 cm、灌溉定额为1 950 m³/hm²、施氮量为120 kg/hm³组合，有助于提高马铃薯产量和水氮利用效率，可实现马铃薯高效生产。

针对华北地区农业生产中存在的水氮配施不合理，导致氮素淋失的问题。以夏玉米为材料，在山东省灌溉试验中心站进行水氮配施小区测坑渗漏实验，设置灌溉和施氮两个因素，灌水包括两个水平：一水 I1（67.5 mm）和两水 I2（121.5 mm），施氮包括两个水平：低氮 N1（150 kg/hm²）和高氮 N2（200 kg/hm²），共4组处理，另设置空白对照处理（CK），每组处理设置3个重复，分析不同水氮处理下的农田土壤氮素分布和淋失特征及其迁移转化规律。结果表明：两种施氮水平下，I2处理均可以促进表层土壤（0~20 cm）氮素向下迁移，提高中层（20~60 cm）土壤的氮素累积量，其中硝态氮受灌水影响下渗作用明显；同时 I2处理会增加累积渗漏量，高氮处理氮素淋失量较低氮处理增加 8.44%，氮素淋失中无机氮占总氮的 14.07% ~ 20.75%，无机氮淋失主要以硝态氮为主，占 83.11%~87.14%。与 I2处理相比，I1处理土壤表层氮素含量高出75.88% ~ 77.53%，中层土壤氮素含量低出 44.38%~44.92%，在拔节期不灌水会导致氮素会较长时间滞留在表层土壤，不利于作物的吸收和利用。综合考虑土壤氮素淋溶及迁移转化特征，I2N1处理不仅可以提高中层（20~60 cm）土壤中氮素的运移与累积，同时也降低淋失液中的氮素含量，满足农业生产需求的同时起到保护环境、降低氮素淋失污染地下水的作用。

为明确夏玉米前茬冬小麦的灌溉对其籽粒灌浆特性、土壤呼吸速率和产量的影响，在黑龙港流域大田环境下冬小麦季设置5种灌溉制度（W0，W1，W2，W3，W4），夏玉米季不作水分处理，分析夏玉米灌浆特性、产量和土壤呼吸速率及其影响因素。结果表明：夏玉米对土壤水的消耗量和全生育期总耗水量随冬小麦灌溉次数的增加而增加；通过Logistic模型拟合得出夏玉米的粒重与时间拟合效果良好，夏玉米的灌浆持续时间随灌溉次数的增加而延长，W0处理较W1、W2、W3和W4处理提前达到最大灌浆速率且持续时间最短，W2处理最大灌浆速率（V_m ）和平均灌浆速率（V_a ）均最大，分别为1.17 g/d和0.57 g/d；夏玉米的土壤呼吸速率与土壤体积含水率和土壤温度均呈正相关，与不同处理土壤体积含水率相关性均达到显著，与W0和W1处理土壤温度相关性达到显著，夏玉米全生育期平均土壤呼吸速率和总排放量均在W2处理最小，分别为5.78 μmol/（m²·s）和2 260.75 g/m²；前茬灌溉制度对夏玉米农艺性状、产量和产量构成要素无显著影响，但夏玉米产量随冬小麦季灌水次数的增加而增加。综上所述，W2处理在保证产量和节水的同时还可以有效降低温室气体的排放，达到节水减排不减产的目的，为最佳的灌溉制度。

为研究生物炭、水分调节措施对污染土壤速效养分的影响，从而为利用水分调节措施进一步提高生物炭修复污染土壤效果提供理论依据，以施用生物炭的重金属污染土壤为研究对象，研究了水分调节对施用生物炭土壤阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和碱解氮含量的影响。实验结果表明：①低水平水分调节可提高供试土壤阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和碱解氮含量；②进一步增加土壤水分含量，则会降低土壤阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和碱解氮含量，尤其是土壤田间持水量为100%时，该处理阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和碱解氮含量比对照分别低30.2%、12.7%、31.3%和21.5%，与对照相比差异显著（P<0.05）；③土壤pH随土壤水分含量呈不规则变化，且与对照相比差异不显著（P＞0.05）。由此表明，对施用生物炭修复的污染土壤，适量增加土壤含水量，可增加污染土壤速效养分含量，过量增加则会降低土壤速效养分含量。

为了探究地膜残留对番茄生长的影响，通过设置8个残膜量处理（0、200、400、600、800、1 200、1 600、2 000 kg/hm²），分析土壤含水率、番茄生长指标、果实品质的变化。结果表明：残膜量的增加可致使土壤含水率分布不均匀，随着残膜量的增加30 cm以下土层含水率显著降低。当残膜量增加为2 000 kg/hm²时，茎粗与成熟期根茎比随着残膜量增加而波动降低，株高变化趋势保持稳定，无较大波动，产量下降18.59%。残膜量的增加，有助于果实品质的提高，当残膜量处于600~1 200 kg/hm²范围时，番茄Vc含量、可溶性糖含量分别升高81.47%、18.30%，有机酸含量降低28.57%。为了综合评价残膜带来的正负效应，利用主成分分析法对生长、品质指标进行综合评价可知番茄生长及果实品质综合得分会随着残膜量的增加先降低后增加，残膜量为200 kg/hm²时，番茄生长及品质指标综合得分最高。大量地膜残留对番茄生长产生明显影响，但在一定范围内会提升果实品质，因此将残膜量控制在特定阈值内，可减轻残膜对设施番茄造成的危害。

为探求水肥一体化条件下甜瓜适宜的施肥灌溉制度，采用大棚盆栽试验，以常规撒施浇灌复合肥为对照，设置甜瓜全生育期不同灌水下限（W1:75%θ_fc 、W2:65%θ_fc 、W3:55%θ_fc ）、不同追肥水平（F1:1 050 kg/hm²、F2:735 kg/hm²）两因素，研究水肥一体化并施入厨余有机肥条件下对薄皮甜瓜生长、产量、水肥利用率及品质的影响。试验结果表明，增加施肥量对株高茎粗有显著提升，在伸蔓期之后，W2的茎粗显著大于W1和W3。施肥水平对点花和收果时间没有显著影响，但高灌水下限能够让作物提早进入成熟期，提高收果时的市场价值。灌水量和施肥量越大，果实形态各指标也随之增大。W1F1产量最高，相比W3F2提高了35.5%，与W2F1产量不显著；降低灌水下限，WUE（水分利用效率）逐渐上升、PFP（肥料偏生产力）逐渐下降。WUE最大值是W3F1，是CK的1.58倍，PFP最大的处理是W1F1，比最低的CK提升了28.4%。降低施肥量有利于甜瓜品质的积累。增大灌水量显著降低甜瓜的还原糖和可溶性固形物累积量；降低灌水量，VC和可溶性蛋白累积量呈先增大后降低的趋势。对品质进行综合评价排序，W2F2的品质最好，W2F1次之。常熟地区进行设施甜瓜种植，若只考虑市场价值可以采用W1F1方案作为灌溉施肥制度，综合考虑产量、品质和水肥利用率采用W2F1更为适宜。

为探究腐殖酸钾对粘质盐土盐分、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺吸附和淋洗特性的影响，进行了5种腐殖酸钾添加量(0，0.6，1.2，1.8，2.4 g/kg，处理号依次为CK、T1、T2、T3、T4)的室内土柱模拟试验。通过室内土柱模拟试验，分析了咸、淡水淋洗后，腐殖酸钾添加量对土壤盐分、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量及吸附、淋洗特性的影响。结果表明：①经过咸水淋洗，各处理土壤含盐量、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量均有所升高，但随着腐殖酸钾添加量的增加而降低。②与CK相比，T1-T4四个处理土壤含盐量、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量增加量显著降低，其中土壤Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量增加量的最大降低幅度分别为72.42%、89.52%、54.10%。③淡水淋洗后，T1-T4四个处理土壤含盐量、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量较CK显著降低。④与CK相比，土壤盐分、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量减少量显著提高，其中土壤Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量减少量的最大提升幅度分别为34.61%、42.31%、55.04%。腐殖酸钾能够抑制粘质盐土对盐分、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺的吸附，增强淡水对土壤盐分、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺的淋洗效果，从而达到降低土壤含盐量、Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺含量的目的。综合考虑，1.8 g/kg可作为黄河三角洲地区利用腐殖酸钾进行粘质盐土改良的推荐添加量。

流域土壤水分分布是水文学研究重要课题之一，采用地统计学半变异函数分析广东省泗合水流域旱季和雨季2 m深土壤剖面含水率，结果表明：流域土壤剖面水分可划分为表土层（0~20 cm）、根系层（20~70 cm）、基质势层（70~120 cm）、地下水位影响层（120~200 cm）和地下水位层（>200 cm）5个土层区间。表土层直接受降雨和大气蒸发强烈作用，同时受枯枝落叶持水和林下植被根系吸水影响，土壤水分季节和层间变化剧烈。林木根系主要分布在20~70 cm，这层的土壤水分补充主要为根系边隙流，消耗主要为根系吸水，土壤基质势梯度起调整分配作用，土壤水分季节和层间变化都较大。基质势层根系分布较少，大孔隙流较少，土壤水分主要受土壤基质势梯度影响，季节变化比上层土壤小，且随深度变化减小；在120 cm深基质势梯度作用消失，土壤水分季节间及土层间都不再变化，形成零通量层。山坡下部、山坳和低洼地区，地下水位季节变化，对120~200 cm区间的土壤水分产生影响。流域有效包气带厚度是从地面到土壤水分零通量面的深度，在泗合水流域约为120 cm；流域土壤蓄水容量即为这一区间土壤剖面含水量的季节差，计算结果为42 mm；该结果为华南丘陵地区无资料流域的水文模拟提供参数支持。

基于黄土丘陵沟壑区自然条件下的田间试验，利用TDR测定了研究区不同辐射面15个不同坡面的含水量，基于水量平衡法计算得到蒸发蒸腾量，揭示了不同辐射面蒸发蒸腾量的变化规律，研究了坡向、坡度对蒸发蒸腾量的影响，在此基础上构建了预测模型，并对其预测结果进行了验证。研究结果表明：①黄土丘陵沟壑区蒸发蒸腾量在越冬期过后，逐渐增大，4月底达到第一个极值；进入6月雨季之前，缓慢减少，雨季之前达到最小值；进入雨季后，逐渐增加，8月底达到最大值；雨季结束后，呈现出逐渐减小的趋势。②坡向和蒸发蒸腾量之间有一定的相关性，接近正南区域阳坡的月度ET值为最大值；坡度和蒸发蒸腾量之间也有一定的相关性，坡度越大，蒸发蒸腾量越小，反之亦然。③采用水量平衡法对研究区蒸发蒸腾量进行预测，从模拟结果来看，所构建的模型能够很好地对黄土丘陵沟壑区自然条件下不同辐射面ET值进行预测。研究结果对黄土丘陵沟壑区农业生产、灌溉制度的制定、缓解水资源短缺现状、实现基于蒸发蒸腾量的水资源管理模式具有重要意义。