为了探索加气对微咸水灌溉棉花幼苗生长的影响。开展加气微咸水灌溉棉花桶栽试验，分别设置4个灌溉水电导率水平分别为W1（0.6 mS/cm)、W2(4 mS/cm）、W3(7 mS/cm)和W4(10 mS/cm)，2个加气量（S1不加气，S2加气），共计8个处理，研究不同处理对棉花幼苗株高、叶面积、茎粗、净光合速率，生物量、根系构型及生长生理的影响。结果表明：在加气处理一定下，灌溉水电导率值对棉花幼苗的生长及生理指标具有显著影响。加气处理下，电导率值为0.6 mS/cm与其他3个电导率值相比株高日增量、叶面积，平均提高18.43%，21.03%，茎叶根鲜生物量和干生物量分别平均提高16.15%、20.00%，根长密度、根系平均直径、根系体积平均提高12.00%，7.94%，7.61%,随着电导率值的上升，棉花幼苗光合性能逐步降低。灌溉水电导率相同情况下，加气较不加气处理株高日增量、叶面积分别平均提高8.11%、10.24%，茎叶根总鲜重和总干重分别平均提高8.72%、13.10%，根长密度、根系平均直径、根系体积平均分别提高2.00%、2.80%、2.87%，且加气处理后的棉花幼苗光合性能较不加气处理更强。采用灌溉水电导率为0.6 mS/cm和加气处理相结合，对棉花幼苗的生长是最宜的。因此，在缺少淡水资源的情况下，可以在使用微咸水灌溉的同时进行加气处理，从而使得微咸水对棉花幼苗生长的影响降低。

基于模型参数的不确定性建立了以灌区净收益最大和灌溉水损失量最小为目标的不确定性多目标农业水资源优化配置模型。优化模型中不仅考虑到地下水和地表水之间的转化，也引入了碳足迹约束条件。模型应用于山西省汾河灌区，实现对子灌区农作物各生育阶段灌溉水量的优化配置。结果表明：当降水条件由平水年状态向干旱转变时，经济目标呈明显下降趋势，其值下限由6.760 亿元（P=50%）降至5.025 亿元（P=75%）；上限由7.791 亿元（P=50%）降至6.550 亿元（P=75%）；农业水资源应优化分配给水分敏感指数大的生育阶段，如冬小麦的拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期和玉米的拔节-抽穗期；两种作物平水年的碳吸收量达到[6.851, 7.533]亿t，偏旱年达到[5.673, 6.651]亿t。研究可为其他灌区的农业水资源的优化分配提供模型参考。

研究不同灌溉定额下施加生物炭对夏玉米光合特性、干物质及产量等的影响，寻求华北地区合理的水炭用量，为作物增产提供理论依据。采用田间实验，设置一水I1（67.5 mm）、二水I2（121.5 mm）2个灌溉水平，不施生物炭B0、低炭B1（20 t/hm²）、高炭B2（40 t/hm²）3个施炭水平，共6个处理，研究灌溉和生物炭对土壤含水率、夏玉米叶绿素含量（SPAD）、光合特性、干物质及产量的影响。结果表明：生物炭明显增加表层土壤含水率，减少水分向深层土壤的迁移渗漏；低炭显著增大苗期夏玉米叶片的SPAD，减弱成熟期叶片的衰老程度，但高炭会使促进作用减弱；生物炭显著提升净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、降低胞间CO₂浓度（Ci）且以高炭最佳，增加灌水量有利于减小Ci，促进CO₂参与光合作用从而增大Pn，但高炭下高灌的优势不再明显；生物炭和灌水均显著提高夏玉米的干物质累积量及收获指数，且均以I2B1处理最大，低炭对转移量提升幅度最大，但高炭下转移率最优；灌溉和生物炭对产量存在交互影响，不同灌溉定额下产量随施炭量的变化不同，I1和I2下分别以I1B2、I2B1的产量最高。总的来说，I2B1（121.5 mm，20 t/hm²）的产量最大且显著高于其他处理，是夏玉米增产的最佳水炭组合。

对FDR（Frequency Domain Reflectometry）型土壤水分仪进行改造，将FDR和半导体测温技术相结合，以提高自动土壤水分观测仪的温度适用性，降低土壤水分观测精度受地温变化的影响。通过集成基于频域反射原理的土壤水分传感器和半导体测温器件，设计可同时测量土壤水分及温度的传感器，并在实验室和郑州农业气象试验观测站进行对比试验、建模验证。结果表明：①土壤温度变化对FDR型土壤水分传感器精度有较大影响，传感器测量误差和地温呈负相关关系，且随着土壤深度增加愈加明显；②在土壤温度20 ℃时，对传感器测量精度影响最小，高于20 ℃时传感器测量的土壤水分值大于实际值，低于20 ℃时传感器测量的土壤水分值小于实际值。地温变化引起了FDR型土壤水分传感器振荡频率的偏移，利用传感器测量频率的温度修正模型，可有效降低土壤水分观测数据受地温变化的影响，提升观测精度。

为探索水-沼液一体化间接地下滴灌合理的灌溉模式。以番茄为研究对象，采用水-沼液一体化间接地下滴灌方式，在番茄的苗期、开花坐果期和果实成熟期分别设置重度亏缺（60%FC）、中度亏缺（70%FC）和轻度亏缺（80%FC），采用体积比为1∶4的沼液进行一体化灌溉（沼液:水），并设置传统灌溉施肥组（90%FC，化肥）为对照，研究水-沼液一体化间接地下滴灌条件下番茄不同生育阶段水肥同亏对其生长、产量、品质和水分利用效率的影响，并采用TOPSIS法对不同处理番茄品质和综合效益进行评价。结果表明：苗期轻度和中度亏缺处理在开花坐果期采用充分供给后，叶面积和干物质量可表现出较强的补偿效应；开花坐果期重度亏缺会严重抑制番茄叶面积和干物质的形成，并降低番茄产量，但轻度和中度亏缺有助于番茄可溶性糖的积累；果实成熟期进行重度亏缺可提高番茄维生素C的含量；沼液灌溉能够提高可溶性固形物含量和可溶性蛋白质含量；果实成熟期采用重度亏缺（60%FC）的T7处理产量、品质和水分利用效率综合得分最高，化肥对照组T10处理最差，T7处理可作为水-沼液一体化间接地下滴灌亏缺灌溉的参考模式。

为探究不同灌水深度条件下，南疆枣树根系分布特征及吸水机理。以枣树为研究对象，试验导水装置设置3个深埋水平，分别为20 cm（T1）、35 cm（T2）和55 cm（T3），以地表滴灌（T0）为对照组；结合土壤水分运动基本方程建立枣树根系一维吸水模型，并利用实测数据对吸水模型进行验证。研究结果表明，各处理下枣树根系随土层的增加呈负指数趋势分布，相比于T0，T1、T2和T3处理下出水口范围内枣树有效根长分别增长18.2%、15.3%和10.9%，即深层灌水处理促进了枣树深层扎根；不同灌水深度处理下，各土层含水率大小为T2>T3>T1>T0，同一灌水深度处理下，各土层土壤含水率随土壤深度的增加呈现先变大后变小的趋势；通过建立的根系吸水模型模拟土壤含水率，计算值和测量值差异性在允许范围内，满足枣树根系吸水模型对土壤含水率预测的精度要求。综上可得，当灌水深度设置为35 cm左右时，利于枣树根系充分吸收水分和提高水分利用效率。

以南疆棉田为研究对象，探索南疆棉田“干播湿出”条件下施用土壤改良剂促进棉种发芽出苗的方案。选用腐殖酸，微生物菌剂，蚯蚓酶氮素为土壤改良剂，共设8个试验处理，即腐殖酸(G1)微生物菌剂（G2）、蚯蚓酶氮素（G3）、腐殖酸+微生物菌剂（G4）、腐殖酸+蚯蚓酶氮素（G5）、微生物菌剂+蚯蚓酶氮素（G6）、腐殖酸+碳基酶微生物菌剂+蚯蚓酶氮素（G7）以及不施改良剂（CK）。试验通过“水肥一体技术”，在出苗水时施入不同配比组合的改良剂，研究不同处理对土壤温度、紧实度、含水率、含盐量以及出苗率的影响。试验结果表明：与对照处理相比，在0～20 cm土层盐分差异显著，各改良剂处理均有利于土壤的脱盐。在单施情况下，施腐殖酸的处理土壤含水率最高，水分动态变化最稳定；在配施情况下，G5和G6处理差异不明显，G7处理土壤含水率的整体效果最好。改良剂单施处理中施腐殖酸效果最好，较对照处理平均地温提高了2.9 ℃；配施情况下，以三种改良剂配施处理效果最好，其次是G4处理，G5和G6处理相差较小。各土壤改良剂处理土壤紧实度均小于对照，各处理差异性不显著（P>0.05）。出苗率越高，产量越高，土壤改良剂的施用均有利于棉花增产，综合分析，腐殖酸（75 kg/hm²）+碳基酶生物菌剂（75 kg/hm²）+蚯蚓酶氮素（225 kg /hm²）三者混合配施是改良土壤、促进棉种发芽出苗的最优方案。

为研究生物炭、水分调节措施对污染土壤重金属有效性的影响，从而为利用水分调节措施进一步提高生物炭修复重金属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重金属形态的影响。研究结果表明：增加土壤水分含量，可以降低施用生物炭土壤可交换态重金属铜含量，促进可交换态重金属铜向可氧化态、可还原态铜转化；尤其是在100%田间持水量条件下，供试土壤可交换态重金属铜含量比对照低18.52%、可氧化态铜比对照增加17.48%、可还原态铜比对照高16.64%，与对照相比均差异显著（P<0.05），而残渣态与对照相比差异不明显。由此表明，利用水分调节措施可降低施用生物炭土壤可交换态重金属含量，降低土壤重金属生物毒性，提高生物炭对重金属污染土壤的修复效果。

干旱区淡水滴灌洗盐对微地形适应性强，具有较好的应用潜力。但长期耕作过程中形成的犁底层对水盐有明显的阻滞作用，为探讨犁底层对盐分淋洗效果的影响及其调控，采用HYDRUS-2D建立典型干旱绿洲区棉田二维滴灌水盐运移模型，开展数值试验模拟不同犁底层改良情景下的土壤水盐运移特性。考虑间隔破坏犁底层、打薄犁底层及生物耕作等部分破坏犁底层方案，分析对盐分淋洗的优化效果。结果表明，利用水盐运移模型能较好地刻画犁底层的阻水滞盐效应，通过部分破环犁底层可改善其控盐保熵能力，提高洗盐效率；盐分淋洗效果整体表现为：膜间<宽行<窄行，窄行因处于滴头正下方，洗盐效果最优，膜间则受蒸发作用的影响，出现一定程度的返盐；间隔滴灌4次总灌水量为3 600 m³/hm²时，所有犁底层改良方案的土壤水矿化度均满足棉田出苗对土壤水矿化度适宜值 (17.92 mg/cm³) 的要求，犁底层破坏宽度为60 cm的改良方案效果最优，耕作层和犁底层的脱盐率分别达到80%与65%，较未改良犁底层的对照方案脱盐率分别提升8%与12%，剖面储水量较未破坏犁底层的对照组增加644.80 cm²，控盐保墒效果显著。因此，干旱区滴灌洗盐，结合适度破坏改良犁底层，能够发挥出更好的控盐保熵效用，可开展进一步的田间验证推广研究。

无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测、监督管理、设施验收等方面的应用日益广泛，但是对于成果精度缺乏系统性研究。采用无人机遥感监测、实地量测和资料收集3种监测方法，通过平地型渣场、坡地型渣场、回填工程区、开挖工程区和施工便道区等监测成果，系统分析了利用无人机遥感监测法测量扰动面积、土石方量、措施种类及工程量的精度。结果表明，对于扰动面积监测精度，点型区域（95.85%）大于线型区域（92.27%），且平地明显高于坡地；挖、填土石方量监测精度均大于90%，但高差越大精度越低；措施种类解译与现场复核结果一致，工程量监测水平精度大于98.46%，但垂直精度相对较低，最大仅为94.34%，而对于难以准确获取基础底部高程信息的措施，监测精度相对较低，甚至出现测量值明显失真现象（精度仅为34.90%），需采取人工现场补测高程信息提高垂直监测精度。无人机遥感精度能够较好满足行业要求，为水土保持监测信息化进一步的应用与发展指明了方向。

为探寻微润灌施条件下大棚空心菜高产高效模式，进行大棚空心菜种植试验，试验设置压力水头为1.5 m，施氮方式分别为全生育期不施氮（CK）；全生育期施氮浓度为300 mg/L（T1）；生长前期施氮浓度为300 mg/L，中后期施氮浓度分别为600 mg/L（T2）、900 mg/L（T3）和1 200 mg/L（T4）。对不同处理土壤硝态氮含量、空心菜株高、茎粗、产量等指标进行测定，研究不同施氮方式对空心菜生长状况、水氮利用情况的影响。结果表明：不同施氮方式对空心菜生长状况影响显著，T1至T4处理空心菜长势显著优于CK处理，空心菜株高、茎粗随施氮量增加先增大后减小，叶片SPAD值随施氮量的增大而增大；不同处理土壤硝态氮含量随时间增大先增长后下降，不同施氮方式对土壤硝态氮含量影响显著，土壤硝态氮含量随施氮量的增加而增大；不同处理空心菜产量：T2＞T3＞T1＞T4＞CK，灌溉水分生产率：T2＞T1＞T3＞CK＞T4，T1、T2处理的氮肥农学利用效率显著大于其他处理。综合空心菜的生长指标和水氮利用效率，T2处理是微润灌溉空心菜种植的最佳施氮方式。

乔木作为绿地重要组成部分，其种类影响雨水截留效果。研究乔木林冠截留对于城市减少地表径流、控制土壤侵蚀等方面有着重要意义。因此，选取青岛市6种典型乔木（厚朴、枫香、鹅掌楸、银杏、雪松、蓝冰柏）作为研究对象，运用降雨法、浸泡法研究截留能力。结果表明：①不同乔木冠层截留能力不相同，与降雨量、叶片表面积、叶片特征相关。同一树种在相同叶片条件下，随叶表面积增大，最大截留量逐渐增大。②降雨法6种乔木随降雨量增加到一定程度，截留能力开始逐渐减少，仅在小雨、中雨起到较好截留作用，在暴雨下截留作用小。③由两种方法可知，降雨法最大截留量大于浸泡法，浸泡法并不能真实反映乔木冠层最大截留量，降雨法更接近实际降雨乔木冠层最大截留量。随着叶表面积减小，两种方法测量值差距明显减小。两种方法的单位叶面积截留量和截留率不呈比例关系。综合考虑，6种乔木中截留较突出的是蓝冰柏、雪松、鹅掌楸。

为揭示缓释肥配施对夏玉米灌浆过程的影响规律，在相同施氮量（180 kg/hm²）下设置缓释肥（C）与尿素（N）配施比为1∶0（C1N0）、3∶1（C3N1）、1∶1（C1N1）、1∶3（C1N3）、0∶1（C0N1），以不施氮肥（CK）为对照处理，共6个处理，研究缓释肥配施对夏玉米灌浆过程、光合性能、干物质积累及产量的影响。结果表明缓释肥配施可延长叶片功能期，保证夏玉米后期仍有较高的净光合速率及叶绿素含量，干物质积累及灌浆能力。缓释肥配施可促进籽粒灌浆的早启动，缩短达到最大灌浆速率时间，提高达到最大灌浆速率时的百粒重，延长灌浆活跃期，提高快增期、缓增期的持续时间及灌浆速率，进而提高百粒重。缓释肥配施条件下夏玉米产量提高的决定性产量构成因素是百粒重及行粒数，产量随缓释肥配施比例的提高呈先增加再降低趋势，配施比为3∶1（C∶N）时产量最高，较C1N0、C0N1处理分别提高16.08%、26.56%。综合分析，配施比3∶1（C∶N）在夏玉米种植中应用效果最优。

湖泊水位是影响湖泊生态系统以及植被分布格局的重要因素，湖泊水位的异常波动通常是导致湖泊生态系统退化与失稳的主要控制因子。以梁子湖为研究对象，基于对研究区1981-2000年近20年降水量与湖泊水位数据的统计分析、频率分析、以及对应时期Landsat遥感影像数据解译与植被覆盖度估算，通过对丰水年、平水年与枯水年湖泊水位变化特征与湖岸植被分布格局的探讨，分析梁子湖水位波动对湖岸植被分布格局的影响及对应关系。结果显示：①梁子湖水位自然波动遵循春季低水位、夏季高水位的节律，春季枯水期平均水位为17.50 m，夏季丰水期平均水位为18.50 m；②年内丰水期高植被覆盖度（>60%）区域面积明显大于枯水期；③丰水年、平水年和枯水年的代表年份1983年、1992年与2000年枯水期湖水位分别为17.09、17.47以及17.50 m，与多年平均水位相同的2000年高植被覆盖度区域面积最大，表明春季湖水位保持在多年平均水位更有利于湖岸带植被萌发与生长；④1983年、1992年与2000年丰水期湖水位分别为20.71、19.15和16.73 m，高植被覆盖度区域面积表现为2000年>1992年>1983年，表明2000年夏季水位的异常降低，导致湖岸带扩张，湖泊水生植物疯长，植被覆盖度显著升高，可能引发水体生态失衡。由此可见，保护与维持河湖水位自然波动的节律是河湖生态系统保护的关键。

蒸散量是制定灌溉制度和反映作物生理生长状态的重要指标，为了解拉萨河谷喷灌与畦灌对农田小气候与蒸散量的影响，以拉萨市燕麦为研究对象，分别以大气温度、气压、风速、相对湿度、总辐射、反辐射、净辐射为比较序列、蒸散量为参考序列，应用灰色关联度分析法，对燕麦蒸散量与气象指标进行关联度分析；并基于回归分析量化喷灌对农田小气候和蒸散量的改变量。结果表明，畦灌条件下蒸散量与气象指标的关联度排序为：大气温度＞气压＞风速＞相对湿度＞总辐射＞反辐射＞净辐射；喷灌条件下排序为：气压＞大气温度＞反辐射＞相对湿度＞总辐射＞净辐射＞风速，综合分析气象指标的关联度排序，大气温度、气压和相对湿度为影响喷灌与畦灌蒸散量的主要指标。喷灌对比畦灌使温度降低2~4 °C，相对湿度提升11%~21%，导致日间蒸散量降低0.03~0.38 mm/h。蒸散量的降低改善燕麦生长环境的同时减少耗水量、降低灌溉量，该研究结论为拉萨河谷制定喷灌灌溉制度和发展高效节水灌溉技术提供理论支撑。

为明确雨养农业区粮食作物水分生产力的主要影响因素，为雨养农业区农业水资源的高效利用提供参考依据。以豫南地区为例利用P-M模型计算豫南地区主要粮食作物的参考作物蒸发蒸腾量，进而求出主要粮食作物的需水量，由作物水分生产力公式求出豫南地区2010-2019年主要粮食作物的水分生产力。通过对所选取的影响因素进行共线性分析，确定采用偏最小二乘回归分析的方法计算各影响因素对粮食作物水分生产力的贡献率，从而找到豫南地区水分生产力的主要影响因素。结果表明：豫南地区2010-2019年水分生产力介于1.01~1.11 kg/m³，均值为1.06 kg/m³；冠层表面净辐射、平均气温、纯氮施用量、纯钾施用量、纯磷施用量为研究区主要粮食作物水分生产力的主要影响因素，其贡献率分别为17.80%、15.79%、11.83%、10.89%、10.86%。雨养农业区，气象因素贡献率为43.96%，管理因素为41.95%，其他未考虑的因素贡献率为14.09%，气象因素对粮食作物水分生产力的贡献略大于化肥和农药的施用。

优化灌溉制度是提高农业用水效率，保证作物节水稳产的基础。在轮作条件下，冬小麦和夏玉米适宜的水分生产率，是提高作物产量和合理利用水资源的一个重要指标。利用AquaCrop模型模拟了不同灌溉处理条件下，冬小麦-夏玉米轮作模式的生产潜力，并分析其差异以选出最优灌溉制度。结果表明，轮作模式下灌溉定额在300 mm内时，耗水量、产量、水分生产率随灌溉量增加而增大，而土壤水分变化量随灌溉量的增大而减小。当灌溉定额为300 mm时，总产量为16 735 kg/hm²，总耗水量为758.2 mm，水分生产率为2.21 kg/m³，可知在该灌溉制度下以轮作模式种植冬小麦和夏玉米较为节水高效，对于提高研究区域的作物产量，具有重要的现实意义。

探究保水剂和脲酶抑制剂在贵州高山冷凉蔬菜甘蓝上的应用效果，为保水剂和脲酶抑制剂在贵州高海拔地区及其相似地区的应用提供理论和实践基础。于2021年在贵州省毕节市威宁县，采用田间试验，以保水剂和脲酶抑制剂为研究试材，研究增施保水剂（FB）和脲酶抑制剂（FN）及两者同时施用（FBN）对高山冷凉蔬菜甘蓝产量、养分吸收、肥料利用率、品质以及经济效益的影响。结果表明：与HF处理相比，FB、FN和FBN处理均可显著增加甘蓝产量，增幅为8.13%~15.58%，产值增加6 924~13 275 元/hm²，增幅为8.13%~15.58%，FB和FN处理产量差异不显著；FB、FN和FBN处理纯收益分别增加5 724、6 142和12 025 元/hm²，增幅分别为6.99%、7.50%和14.69%。FB、FN和FBN处理均能提高甘蓝氮磷钾累积量，以FBN为最大，分别达到181.34、44.12和200.93 kg/hm²，其中FB和FN处理差异不显著。甘蓝硝酸盐含量显著降低，可溶性糖、Vc、游离氨基酸和蛋白质含量均表现为FBN>FB>FN>HF>NF（不施肥）。单独配施保水剂（FB）或脲酶抑制剂（FN）和同时配施保水剂及脲酶抑制剂（FBN）显著提高甘蓝氮磷钾的农学效率和吸收利用效率，均以FBN处理最高，分别达到195.61 kg/kg、293.42 kg/kg、195.61 kg/kg和41.32%、16.17%、46.78%，FB和FN处理差异不显著。综上，在常规化肥的基础上，同时配施保水剂和脲酶抑制剂的甘蓝生长效果优于单独配施保水剂或脲酶抑制剂，产生显著的协同效应，促进甘蓝生长，研究结果能为贵州高山冷凉蔬菜产业中土壤添加剂的应用提供理论和实践基础。