开展植被类型对土壤入渗特性及田面水流糙率影响的研究，可以为田间灌水技术参数的优化分析提供理论依据。以山西省夹马口引黄灌区试验站畦田灌水试验为依据，基于Kostiakov-Lewis三参数入渗模型，在运用水量平衡方程和曼宁公式的基础上，用单点求参法（用畦田内畦首、中、尾三点的入渗参数分别作为入渗参数值，仅对糙率值作优化求解）、均值求参法（用畦首、中、尾三点入渗参数的均值作为入渗参数值，仅对糙率值作优化求解）、组合求参法（用畦首、中、尾三点入渗参数中的最大值作为上限，最小值作为下限，对入渗参数和糙率值同时优化求解）对入渗参数及糙率进行直接求解，并利用基于零惯量模型的地面畦灌水流模拟软件WinSRFR4.1对求解参数进行了分析验证。结果表明：①用组合求参法拟合出的土壤入渗参数与地面水流糙率，决定系数R ²均在0.97以上，拟合精度较高。②玉米地土壤90 min累计入渗量Z ₉₀为91.7 mm，糙率值为0.030；苹果树地Z ₉₀为88.9 mm，糙率值为0.079；桃树地Z ₉₀为115.9 mm，糙率值为0.138。在该试验区，一年生植物的Z ₉₀明显大于多年生植物，植被类型对土壤入渗特性影响显著；鉴于组合求参法最大程度地弱化了土壤入渗参数的空间变异性，且拟合精度高于单点求参法和均值求参法，认为组合求参法最优，验证结果也进一步证明了该结论。

采用中国新疆地区1961-2020年的逐月标准化降水蒸散发指数（SPEI）表征该地区气象干旱。通过Sen's斜率估计法、MK检验法、Hurst指数和R/S分析法、连续小波变换和旋转经验正交函数法(REOF)，研究新疆地区气象干旱的时空变化特征。结果表明：在空间上，新疆大部分地区在春、夏、秋三季，处于干旱状态；冬季，新疆南部地区旱情加剧，北部地区旱情有所缓和。在时间上，季节尺度的SPEI变化具有明显的波动性，呈现干湿交替变化趋势。不同季节的SPEI震荡周期集中在1961-2011年间，但周期长度不一致。采用REOF将新疆地区的干湿状况分为4个亚区，空间分布上具有一定差异。耦合Sen's斜率估计法和Hurst指数表明春、秋两季，新疆大部份地区干旱加剧，冬季旱情缓和。

为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量（ET ₀）计算精度，选取流域及附近20个气象站58 a（1960-2017年）逐日气象资料，基于不同气象要素组合，构建16种基于多元自适应回归样条（MARS）的ET ₀计算模型，并将计算结果与Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allen模型进行对比，评价MARS模型在渭河流域的适应性及可移植性。结果表明：MARS模型能很好地甄别ET ₀与各输入因子间的非线性关系，MARS2（T _max、T _min、R _a）计算精度（平均MAE为0.225 mm/d，平均RMSE为0.327 mm/d，平均R ²为0.897）能满足应用要求，模型精度随输入气象要素数量的增加而升高；输入因子中引入地球外辐射R _a，可明显提高MARS模型精度；在输入因子相同时，MARS模型精度高于Hargreaves-Samani、Irmark-Allen和Makkink模型；MARS模型在渭河流域具有很强的泛化能力和可移植性。因此，气象资料缺失时基于MARS建立的ET ₀计算模型可作为渭河流域ET ₀计算的推荐模型。

为探究湿地莲藕的蒸散发规律及其与气象因子之间的关系，利用大型综合蒸渗测坑和试验小区进行观测试验，对莲藕在不同生育期的每日蒸散发量进行了测定，并与每日净辐射量（R_n ）、日均温度（T）、2 m高风速（U ₂）、饱和水汽压差（VPD）、日均湿度（RH）和降雨量等气象因子进行了相关性分析。综合测坑试验和小区试验的结果来看，莲藕的蒸散发量在全生育期呈现“倒U形”变化曲线，其中开花期的日均蒸散发量最高（15.25~18.91 mm），成苗期（2.18~2.51 mm）的日均蒸散发量最低。莲藕蒸散发量与R_n 、T、U ₂、VPD呈显著正相关，与RH和降雨量呈显著负相关。主成分分析结果显示，气象因子中提取的两个主成分（Principle components，PCs）可以解释气象因子74.07%的变异。多元线性回归分析则进一步表明，各气象因子可以分别解释小区莲藕和测坑莲藕蒸散发量76.8%和74.6%的变异。总括而言，莲藕的蒸散发规律与其生育期紧密相关；气象因素中，VPD与莲藕蒸散发量相关性最强，即使在高VPD条件下仍可促进莲藕的蒸散发；R_n 和T与莲藕的蒸散发量在成苗期或开花期的相关性相对较小；RH对莲藕蒸散发的影响主要体现在株间蒸发过程；U ₂和降雨量对莲藕蒸散发的影响则相对较小；通过各气象因子可以有效地预测莲藕的蒸散发量。对于科学指导莲藕种植、提高莲藕的水分利用效率具有重要意义。

针对新疆南疆地区气候干旱，棉花出苗影响因素复杂的现状，为探索在“干播湿出”条件下棉花出苗期适宜的处理方式，在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇开展大田试验。试验共设计5个试验处理，即单膜覆盖(CT)、双膜覆盖(ST)、施用改良剂(GT)、滴灌冬灌(DT)以及对照组冬灌漫灌(CK)，试验通过“水肥一体技术”，随出苗水滴施改良剂，播种时机械覆双膜，研究不同处理对土壤温度、含水率、含盐量以及出苗率和产量的影响。棉花出苗期0~20 cm土层的含水率变化表明，土壤含水率由高到低排序为ST>GT>DT>CK>CT；对0~100 cm土壤含水率分析，在0~30 cm土层含水率由高到低排序为ST>GT>DT>CK>CT，各处理方式在30 cm以下土层土壤含水率差别不大。在5 cm土层，双膜覆盖处理的升温效果最好，保温效果最好，有效积温最高；在15 cm土层，双膜覆盖处理的土壤温度变化幅度最小，保温效果最好。分析0~40 cm土层土壤含盐量发现，施用改良剂处理能有效改变0~10 cm和20~30 cm土层土壤盐分，但在10~20 cm和30~40 cm土层范围内盐分较对照处理并无显著差异。双膜覆盖能有效改变0~10 cm土层范围内土壤盐分，但在10~40 cm土层范围内盐分较对照处理没有显著差异。在干播湿出不同技术处理中，双膜覆盖处理可以有效提高棉花苗期土壤含水率与温度，提升棉花出苗率，有效改善水土环境，拥有更适合棉花出苗和生长的土壤环境。

通过模拟盐碱农田灌溉洗盐过程，研究不同灌溉水量对土壤盐碱的改良效果和氮磷养分迁移规律的影响。试验采用室内土柱模拟的方法，设置200 mm（S1）、300 mm（S2）、400 mm（S3）3种不同灌水量，模拟了盐碱农田种植过程中的一次性大定额灌溉洗盐，并分析不同灌水量情况下土壤盐分和养分的迁移规律。试验结果显示：不同灌水量处理进行灌水淋溶后，土壤中的盐分、全氮、有效磷、硝态氮及铵态氮含量均明显降低，且在灌溉后这种降低的分布规律相似。3种灌水处理中，盐分和氮磷养分的溶脱率整体表现为S3>S2>S1。底层土壤中的S1和S2处理都会导致氮磷养分截留积累，而随着灌水量的增加氮磷养分截留积累的土层深度也会逐渐加深，但在高灌水量的S3处理中，整个土层中均发生了氮磷养分淋溶现象。在3种灌水量处理中的土壤淋溶液中，其氮磷浓度在整个淋溶周期中的变化规律表现为先增加后减小；在整个淋溶过程中，S3处理的淋溶液中全氮含量和全磷含量明显高于S2、S1灌水处理（p<0.05）。相关性分析显示，土壤盐分的迁移量与氮磷养分的迁移量呈显著正相关关系（p<0.05），不同氮磷养分之间的迁移量也均呈现出显著性关系（p<0.05）。灌溉对土壤表层的盐分和养分的影响最大，在3种灌水量处理中，300 mm灌水量可以有效降低土壤表层盐分，且减少氮磷流失的风险，为试验中盐碱农田灌溉较为适宜的水量。

选择典型荒漠河段引洪灌溉生态修复区域，利用遥感数据和地下水监测数据，结合实地调查等手段对和田河沙漠段典型荒漠河岸林引洪灌溉生态修复效果开展了研究，采用多波段水体指数MBWI和归一化差异植被指数NDVI分析评价研究区生态修复效果。结果表明：引洪灌溉对生态修复区地下水有抬升作用，缓解年内地下水持续降低趋势，同时提高植被覆盖水平，这导致植被覆盖度高地区面积增加，无植被覆盖地区面积减少。然而目前引洪灌溉生态修复存在积水面积较大，积水时间较长，区域分布不均等问题，引洪灌溉生态闸位置和合理的运行制度还需要进一步研究。研究成果可以为干旱区内陆河流域荒漠河岸林生态修复提供借鉴。

为探寻干旱半干旱地区冬季灌水对土壤水分、温度以及翌年紫花苜蓿返青、生长和产量的影响，进而提出适宜于伊金霍洛旗地区紫花苜蓿高产的灌溉方式，采用大田试验的方法，以未冬灌小区作为对照（CK），设置地下滴灌（DI）和畦灌（BI）2种灌溉方式，灌水定额设置为30 mm，共3个试验处理，每个处理3次重复，共9个试验小区。结果表明冬灌对次年紫花苜蓿返青时各土层土壤含水率和土层温度均有一定影响，地下滴灌和畦灌，均能提高紫花苜蓿返青前的土壤含水率、提高土壤温度、改善紫花苜蓿的越冬环境、提高紫花苜蓿的越冬率。冬灌后次年紫花苜蓿返青率较未冬灌处理小区高13.77%，且滴灌处理条件下返青率最高，有利于后期紫花苜蓿产量的提高。地下滴灌冬灌处理条件下紫花苜蓿第1茬产量最高，鲜草产量为31 020 kg/hm²，干草产量为6 150 kg/hm²，相对未冬灌处理分别增产23.32%、21.67%。综合考虑地下滴灌条件下冬灌对次年紫花苜蓿生长及土壤水热的影响，建议伊金霍洛旗地区紫花苜蓿在越冬期进行地下滴灌条件下的冬灌。

滴灌是一种用水效率高的节水灌溉技术，具有少量多次、节水增产的特点。它能有效减少土壤蒸发和深层渗漏，提高灌溉水利用效率，同时其自动化程度高，可减少劳动力和运行管理成本。滴灌已成为国内外缺水地区的重要灌溉技术之一。目前，我国农业现代化发展过程中广泛使用滴灌技术，但也存在一些问题。从多个层面对滴灌技术的发展现状、适应作物类型、滴灌节水技术应用的研究热点、滴灌节水节肥机理以及存在的问题进行了梳理和分析，并提出了滴灌技术未来发展的建议，旨在为智慧滴灌技术的应用与研究提供借鉴和参考，为有效缓解我国农业用水紧缺，实现农田科学用水，提高作物的水分利用效率和农业生产的可持续性提供理论依据。

为阐明机插稻返青活棵-分蘖期不同水肥管理方式对其产量形成和氮肥吸收利用的影响，并提出机插稻返青活棵-分蘖期适宜的水肥管理模式，于2022年以南粳9108和南粳5718为供试品种，在返青活棵-分蘖期设置不同水肥管理方式（水稻返青活棵期多次水分灌排与分蘖期增施氮肥（T1）、水稻返青活棵期多次水分灌排与分蘖期不增施氮肥（T2）、水稻返青活棵期减少灌水不排水且分蘖期不增施氮肥（T3）），对比分析不同水肥管理方式下水稻产量形成和氮肥吸收利用的差异。结果表明，返青活棵-分蘖期不同水肥管理方式对机插稻产量和氮肥吸收利用影响显著。相较于T2处理，T1和T3处理显著增加了水稻产量和氮素积累量，产量分别提高8.2%~9.5%和13.3%~13.7%，成熟期氮素积累量分别提高7.0%~8.8%和12.8%~15.2%（p<0.05）。相较于T1处理，T3处理水稻拔节期茎蘖数降低11.4%~11.9%，茎蘖成穗率显著提高11.3%~12.4%，拔节期叶面积指数和干生物量分别显著降低8.2%~9.3%和6.3%~8.6%，抽穗期-成熟期光合势和群体生长率无显著差异。在产量及其构成因素方面，T1和T3处理间无显著差异（p>0.05）。在氮素吸收利用方面，T1和T3处理在氮素积累量方面无显著差异，但T3处理氮肥农学利用率和氮肥回收利用率较T1分别显著增加20.1%~22.2%和22.7%~23.0%（p<0.05）。综上所述，在分蘖期不增施氮肥的基础上，通过返青活棵期减少灌水和不排水的方式可以实现机插稻产量和氮肥利用率的同步提升。

“以电折水”是河北省计量农业地下水开采量的主要方法，准确估算地区机井水电转换系数对于优化水资源配置、节约能源、提高效率等具有重要意义。依据典型地区113眼农用灌溉机井相关监测资料，在确定水电转换系数主要影响因素基础上，结合全省地下水埋深与机井分布变化情况，从监测机井的空间布设和监测频次的合理选取等方面提出区域系数精准估算实施方案。结果表明：地下水位埋深对水电转换系数影响程度较大，且呈负相关关系；从地域空间尺度提出了全省不同地区出水量计量允许误差分别在1%~5%时的监测机井合理布设方案，水位降幅越大，监测机井越多，反之亦然；根据年内地下水位下降和上升期间降/增幅变化需求，通过增设监测频次等手段保证年内时间尺度上系数的准确性。从点到面，实现全省机井水电转换系数的分区、分时精准管控，进而提高农业用水量的精准计量。研究成果为河北省在计量设施不充分地区推进“以电折水”计量提供了理论和技术支撑，进一步丰富了我国关于“以电折水系数”精度研究理论。

管道输水灌溉作为智慧农业的重要组成部分，高昂的建设和运行费用限制了其推广。在水头损失、灌溉时长和管径选择的约束下，建立了灌溉年费用优化模型，在2.0~5.0 m/s的流速区间内，以步长0.1 m/s进行年费用优化，探究设计流速对灌溉年费用的影响。另外，针对传统遗传算法收敛不稳定的情况，对算法进行了结构调整，舍弃交叉算子的同时设计了双重选择算子和并行变异算子，提高了算法的鲁棒性。结果表明，在2.0~2.7 m/s的设计流速区间内，灌溉年费用随着设计流速的增加而逐渐降低，灌溉费用节约率可达7.2%；而当流速大于2.7 m/s时，进一步提高流速约束对灌溉年费用并没有实质性影响。上述结论为设计流速的选择提供了理论参考，对降低灌溉费用具有积极效果。

为探索适用于花生叶面积指数快速精准测量方法，基于田间调查实测数据，分别采用网格法、比叶重法、系数法、AutoCAD法以及扫描法等5种方法计算了花生不同生育时期的叶面积指数，并以基于扫描法的估算结果为对照，评价了基于其他4种监测方法估算结果的精度，并优化了系数法和比叶重法调查花生叶面积的关键技术指标。结果表明，比叶重法精度较高、监测速度较快、可操作性强，利用比叶重法监测花生叶面积指数，苗期、花针期、结荚期和饱果期叶片取样数分别为24、30、24和30片，相对误差分别为4.13%、4.07%、0.02%和0.13%，标准均方根误差为7.494%，适宜的干重比系数分别为150.00、143.26、187.58和157.20 cm²/g。比叶重法是适宜于花生叶面积快速精准测量的方法。

为探究农技培训、技术获取、同伴效应和农户节水灌溉技术采纳的影响关系和机制路径，使用课题组在水资源匮乏代表区——内蒙古地区2022年的505份微观农户数据，基于中介效应模型、调节效应模型、有调节的中介效应模型开展研究。研究发现：①调研农户采用节水灌溉行为较多，但农户实际节水灌溉的耕地面积占家庭总耕地面积的比例较低；②参加农技培训、降低技术获取难度、高同伴效应均能促进农户采纳节水灌溉技术和增加采纳面积；③农户可以通过参加农业技术培训，降低节水灌溉技术的获取难度，进而促进对节水灌溉技术的采纳行为，另外同伴效应还对技术获取具有替代作用，同时高同伴效应还会提高农业技术培训对农户节水灌溉采纳的影响，但不会促进农户的采纳面积增加。基于以上分析，建议多渠道、多形式、多方位创新政府培训方式，吸引更多农户参与；降低农户获取节水灌溉技术的经济成本和技术成本；发挥同伴效应的积极作用，引领更多农户参与使用节水灌溉技术。

节水灌溉技术采纳是提高农业用水效率、促进农业可持续发展的关键。基于塔里木河流域1 216户农户调查，运用探索性因子分析法、二元Logit模型和bootstrap中介检验方法探索土地流转、集体行动对塔里木河流域节水灌溉技术采纳行为的影响以及政府补贴的调节效应。结果表明：①土地流转面积不会对节水灌溉技术采纳行为产生影响, 土地流转期限、土地流转价格会对节水灌溉技术采纳行为产生正向影响。②集体行动对节水灌溉技术采纳行为具有正向影响，并在土地流转影响节水灌溉技术采纳行为路径中起到正向的中介作用。③政府补贴在集体行动影响节水灌溉技术采纳行为路径中具有正向的调节效应。因此，为了促进农户节水灌溉技术采纳，应当进一步加快农地流转，建立农业节水灌溉技术推广宣传平台，完善集体行动架构，加大资金支持，营造良好的农业节水氛围。

为探究暗沟排盐技术对西辽河平原苏打盐碱荒地改良效果的影响，在科左中旗胜利乡盐碱荒地，通过设置暗沟并应用不同的改良措施，暗沟间距分别设置5 m（L1）、10 m（L2）和15 m（L3），以及无暗沟（CK）处理，在此基础上施入脱硫石膏30 t/hm²，腐殖酸4.5 t/hm²（F1）和9 t/hm²（F2），共8个处理，对暗沟排盐工程结合化学改良措施对苏打盐碱荒地土壤的脱盐效果进行研究。研究结果表明，暗沟排盐技术对降低苏打盐碱荒地的土壤盐分有显著效果，0~40 cm深度土壤全盐量平均降低1.74 g/kg，暗沟间距越小，脱盐效果越显著。此外，施入腐殖酸对降低土壤盐碱度也有显著影响，平均降低了5.7%，其中间距5 m，施用量4.5 t/hm²处理的降低幅度最大，达到了8.2%。从试验结果来看，暗沟间距10 m和施用4.5 t/hm²腐殖酸的组合是最佳的改良效果。研究结果可为西辽河平原盐碱荒地的合理开发利用提供了理论依据。