干旱作为影响社会经济发展的自然灾害之一，探究中国干旱时空变化特征，对干旱预防和策略制定具有重要意义。以1979-2020年中国7个区域的标准降水蒸散指数（SPEI）网格数据作为基础，应用干旱频率和强度指标，结合改进的Mann-Kendall检验（MMK）方法和滑动时间窗口法，分析不同时间尺度（1个月、3个月、6个月、12个月）下的中国干旱时空特征。结果表明：在空间上，青藏高原、内蒙草原地区、西北荒漠地区、东北湿润半湿润温带地区的干旱程度更为突出；干旱频率随SPEI时间尺度增大而减小，随干旱等级（SPEI-3、SPEI-6以及SPEI-12尺度）的增加而减少；中国空间趋势变化为西北荒漠地区、青藏高原、内蒙草原地区、华中华南湿润亚热带地区北部、华北湿润半湿润暖温带地区南部、东北湿润半湿润温带地区具有显著干旱化趋势，青藏高原和东北湿润半湿润温带地区均具有明显的干湿差异。在时间上，西北荒漠地区的SPEI-1～SPEI-12尺度、青藏高原的SPEI-1～SPEI-12尺度、内蒙草原地区的SPEI-1～SPEI-12尺度、东北湿润半湿润温带地区的SPEI-6和SPEI-12尺度、华中华南湿润亚热带地区SPEI-1、SPEI-3和SPEI-12尺度的干旱较为突出。研究结果可为中国干旱预防和影响评估提供一定参考依据。

干旱是世界农业发展中主要的障碍因子之一，严重威胁着国家粮食安全和生态可持续发展，生物炭是一种富含碳的生物质再生产物，作为一种高效的土壤改良剂，不仅能改善土壤理化结构，提高土壤持水能力，同时缓解干旱胁迫对作物的负面效应。综述了生物炭缓解作物干旱胁迫效应的研究成果，包括促进作物生长发育、增强作物抵御干旱能力、改善土壤理化特性和微生物学特性等，重点阐述生物炭特性与缓解干旱胁迫效应之间的联系和关键机制。最后初步阐述国内外研究存在的差异和需要加强的方面，并展望了生物炭在缓解干旱胁迫方面的应用潜力，旨在为生物炭的进一步推广应用提供理论依据和参考。

温室能够有效改善茄科作物（包括番茄、辣椒、茄子等）生长过程，温室环境控制策略对作物实现高效高产至关重要。为了充分利用国内外的研究成果、促进我国温室环境控制策略的研究应用，分别从常规比例微积分（Proportional Integral Derivative，PID）控制、模糊控制、人工智能控制、温室小气候模型和作物生长模型等5个方面，综述了温室环境控制策略的研究进展。针对目前我国该领域存在的问题，提出了今后应将智能温室控制与作物生长模型耦合，构建智慧型作物生长模型；针对不同区域作物的生长预测，与遥感技术进行结合，增强模型的普适性，形成具有中国特色的温室环境控制策略。

提高有效降雨利用率，是节约灌溉用水的重要途径之一。为进一步提高稻田降雨利用率，基于水量平衡原理和作物水分生产函数，结合强化学习方法，构建考虑未来降雨的智能灌溉决策模型。收集了大理站点2012-2020年的实测气象数据和天气预报数据，对智能灌溉决策模型进行训练，将模型应用于云南省洱海灌区。结果表明：洱海地区天气预报存在一定的空报率和漏报率，TS评分较高，降雨预报质量较高。与常规灌溉决策相比，采用强化学习方法的智能灌溉决策，平均每年可以减少灌溉次数0.2次，节约灌水量6.5 mm，节水率为6.0%，提高降雨利用率3.0%，减少排水量6.2 mm，且未造成产量损失。因此，采用智能灌溉决策能在考虑未来天气情况下有效提高降雨利用率，节约灌溉用水，且不造成减产。

宁夏地处干旱半干旱地区，地表蒸散发较为强烈，目前对于区域尺度蒸散发的反演是一大难点，常见的蒸散发产品分辨率较低。基于SEBAL模型对宁夏地区地表蒸散发进行了反演，并采用现有数据集对其估算精度进行了验证，结果发现，利用P-M模型和气象站水面蒸发数据验证，相关系数R ²的平均值都保持在0.80和0.79以上，利用MOD16蒸散量产品验证，得到R ²的平均值保持在0.90以上，均方根误差的平均值为1.03，偏差的平均值为1.76；宁夏地表蒸散量时空变化特征，在空间上，基本呈现为北部平原向南部山区增加趋势特征，在时间上，2001-2021年蒸散量整体呈上升趋势；分析不同土地利用类型地表蒸散量的分布规律，不同土地利用类型地表蒸散量的能力大小依次为：林地>耕地>水域>草地>城市建设用地>裸地，蒸散量均值依次为10.18、8.18、8.12、7.83、7.70、7.48 mm/d。研究结果表明，基于SEBAL模型反演得到的地表蒸散量有较高的精确度，同时该结果具有较高的分辨率以及在干旱半干旱地区有更广的适用性。

针对云南省干旱多发、旱灾严重的特点，选取1981年1月-2020年6月长时间序列的历史时期典型水文干旱年及干旱事件，探索GRACE卫星反演数据在监测云南地区干旱方面的适用性，旨在提出解决无资料或少资料地区干旱监测困难的新方法。研究基于GRACE重力卫星数据反演得到云南省滇中、滇东北、滇东南、滇西南、滇西北5个分区月均储水量变化量，计算各分区的旱涝指标－相对储水量指数，利用相对储水量指数对云南省各分区干旱情况进行分析，并从月时间尺度上对比了相对储水量指数和标准降水蒸散指数SPEI3的干旱分析结论。研究结果表明：基于GRACE重力卫星数据反演构建的相对储水量指数在典型水文干旱年内的监测结果与实际干旱情况基本一致，其在滇中地区的适用性最佳，对于春季干旱的监测精度优于其他季节，反演数据能够一定程度上反映云南省不同地区、不同季节干旱程度；利用SPEI3对云南全省以及不同分区的旱情进行监测，结果与统计年鉴记载干旱事件较为吻合，其在滇东南地区的监测精度优于其他分区，在夏、冬两季精度优于春季；GRACE和SPEI3都较好地捕捉到了历史时期的典型干旱年及干旱事件，在选取的24场典型干旱事件中各分区的最高吻合率均达到了15/24；总体上两种指数在各分区漏报率均维持在较低水平，最高不超过1/3，其中SPEI3相较于GRACE更不易出现漏报的情况，其最低漏报率仅为1/8，两种指数在全省及各分区的旱情监测方面均表现出较好的适用性。

为探究适宜于我国北方干旱半干旱农业区玉米正常出苗、籽粒高产优质、土壤积盐有限的灌溉水盐分浓度，在内蒙古河套灌区开展了为期2年的膜下滴灌玉米大田试验。设置5个灌溉水盐度水平（1、2、3、4、5 g/L），在土壤基质势下限-20 kPa和灌水定额22.5 mm/次条件下，玉米耗水量、植株干物质量和籽粒产量均与灌溉水盐度呈显著二次函数关系（R ²＞0.84），当灌溉水盐度为2 g/L时植株干物质量和籽粒产量达到极大值，当灌溉水盐度超过3 g/L时，含盐水灌溉对玉米出苗、植株干物质积累和籽粒产量均产生不利影响。灌溉水盐度在1～5 g/L范围内每增加1 g/L，膜下滴灌玉米对应水分利用效率下降0.29 kg/m³；籽粒蛋白质含量随灌溉水盐度增加而增加，籽粒淀粉含量随灌溉水盐度增加而降低。此外，当灌溉水盐度高于3 g/L时，膜下滴灌对应土壤盐分等值线垂直半径和水平半径均随灌溉水盐度的增加而减小。基于玉米生育期内籽粒高产优质、减少土壤积盐的目标，在试验设计条件下，推荐河套灌区膜下滴灌玉米的灌溉水盐度上限为3 g/L。

为了解决在夏玉米植株高度较高( > 1.5 m)情况下，无人机遥感土壤水分反演过程中冠层与地表之间多次散射对微波后向散射的衰减问题，寻找合适的反演方法。通过融合运用无人机多光谱和热红外数据、Sentinel-1A SAR卫星数据，结合田间实测数据，对植被覆盖下的土壤水分反演与精度验证进行研究；采用温度植被干旱指数（TVDI）、水云模型（WCM）以及引入MIMICS模型参数的改进水云模型（Improved WCM）3种方法进行土壤水分反演。其中，TVDI方法拔节期反演精度R ²为0.50(10 cm)和0.42(20 cm)，乳熟期反演精度R ²为0.49(10 cm)和0.46(20 cm)；WCM方法拔节期反演精度R ²为0.53(10 cm)和0.44(20 cm)，乳熟期反演精度R ²为0.18(10 cm)和0.02(20 cm)；Improved WCM方法拔节期反演精度为0.76(10 cm)和0.69(20 cm)，乳熟期反演精度为0.78 (10 cm)和0.74(20 cm)。采用引入MIMICS模型参数的改进水云模型方法得到的夏玉米2个生育期的反演效果，明显优于水云模型方法和温度植被干旱指数方法；3种方法的2个生育期反演精度均为10 cm高于20 cm。因此，引入MIMICS模型参数的改进水云模型方法更适合于玉米植株较高情况下的10 cm土壤含水量反演。

农田生态系统碳通量变化主要由作物光合作用和农田的呼吸作用引起。在陆地生态系统中，准确评估玉米农田生态系统的呼吸作用产生的碳排放量对全球碳通量的研究意义重大。使用甘肃省会宁县大山川村（属陇中半干旱区）玉米农田生态系统在2020年11月至2021年10月的涡度和土壤水分及温度监测数据，分析了玉米农田生态系统呼吸速率（R_eco ）的日平均变化和呼吸敏感性指数（Q ₁₀）在生长季内的月平均变化，探讨R_eco 对温度的响应，并用不同模型进行拟合评估。陇中半干旱区玉米农田生态系统呼吸速率在年内呈单峰变化，日均最大呼吸速率11.49 μmol/（m²·s），相比呼吸速率对空气温度（T_a ）与不同深度土壤温度（T_s ）的响应，深度20 cm处的土壤温度（T_{s 20}）对该地区Reco全年拟合效果最佳。Q ₁₀指数在生长季内表现出单峰型变化，最大值出现在8月（5.52 μmol/（m²·s）。通过各个模型拟合得出陇中地区玉米农田生态系统年呼吸碳排放量介于863.71~990.18 g C/m²，选择拟合效果最好的模型（Q ₁₀模型），在考虑参数时变性对Q ₁₀模型优化后，Q ₁₀模型拟合精度得到大幅度提升，年碳排放量估计值由868.57 g C/m²提高至1 094.48 g C/m²，更加接近观测值（1 110.28 g C/m²）。Reco在土壤水分低于0.16 m³/m³时（出现在12-2月）受到抑制。

为研究DNDC（Denitrification-Decomposition）模型的演进路径和应用现状，利用CiteSpace软件分析了Web of Science核心合集数据库中1996-2022年间关于“DNDC模型”的研究文献，从发文量分布、关键词、研究热点演进、科研力量等方面进行阐释，并绘制相关图谱。结果表明：DNDC模型研究与应用呈现热度稳步上升、研究主题波浪式减少等趋势；关键词共现分析找出了management、rainfall events、soil organic carbon、denitrification、greenhouse gas、process oriented model等核心关键词，关键词聚类分析识别出Crop model、Soil organic carbon、Denitrification、Life cycle assessment、Ipcc、Agricultural soils、Carbon dynamic、Blue carbon、Greenhouse gases emission、Nitrous oxide等11个聚类；研究力量以中国、美国、加拿大为主，分别占总发文量的41.68%、41.20%和16.16%，中国科研力量在国际合作中的影响力仍有提升空间。当前DNDC模型研究聚焦于作物产量预测、节水农业、土壤碳固存、氮浸出和温室气体等方面。未来DNDC模型可以向提升参数输入精度、减少区域尺度模拟的不确定性、扩大模型适用区域等方面改进。

毛乌素沙地地区作为我国生态治理成功有效的典型区域，相较于其他主要沙漠、沙地而言，具有资源丰富、水热配合好等优点，同时也是受到人类活动及气候变化威胁较大的生态脆弱区，如何保障生态安全的同时协调社会经济高质量发展，成为了当地所需解决的首要难题。以内蒙古鄂尔多斯毛乌素沙地地区为研究对象，构建基于生态安全的综合水资源承载力评价体系，运用投影寻踪法计算综合水资源承载力评价值，引入障碍度模型遴选地区承载力优势指标与劣势指标，采用耦合协调度模型测算资源-生态-社会系统耦合发展现状。结果表明：2000年至今毛乌素沙地地区的水资源承载力总体时间上呈现曲折上升趋势，但仍有提升空间，在空间上形成了“南北高，中心低”的空间分布特点，期间地下水供水能力、灌溉水利用系数和三产用水定额等是水资源承载力系统的主要“优势指标”，而人口、灌溉面积以及城镇化率则是阻碍水资源承载力提升的关键“劣势指标”，地区内各旗县耦合协调度从“十五”规划至今一直在中等水平范围内浮动。

为解决黄河水中粒径小于0.10 mm细小泥沙颗粒引发的滴灌灌水器堵塞问题。通过文献调研，回顾了高含沙水滴灌条件下灌水器物理堵塞机制相关研究进展，并提出了进一步研究方向。细小泥沙颗粒含量较高的浑水滴灌时，滴头堵塞主要是含沙量、泥沙粒径与颗粒级配耦合作用的结果。滴灌系统工作条件如工作压力的动态变化有助于移除流道内黏、粉等细颗粒堵塞物质，促进较大泥沙颗粒排出流道；灌溉水温越高，滴头抗物理堵塞性能越强；对浑水加气和磁化处理可改变毛管内水流水力特性及悬浮泥沙运动规律，增强水流拖拽力，减小管道内泥沙淤积量。此外，施肥增强了水体中泥沙颗粒间的絮凝作用，对浑水水肥一体化滴灌滴头堵塞具有明显加速作用。浑水含沙量、粒径和颗粒级配是引发滴头物理堵塞的重要因素，确定易引发滴头堵塞的敏感含沙量、颗粒粒径段，选用适宜肥料种类和施肥浓度阈值，优化滴灌系统工作条件参数是改变毛管内泥沙颗粒运移和沉积规律、延缓滴头堵塞进程、提高水肥一体化滴灌水肥利用效率的有力措施；采用统一的灌水试验方法，充分利用现代测试手段，结合生产实际有针对性地改进工程技术处理措施是解决滴头堵塞问题的必要途径。

为了明确紫花苜蓿品质形成差异的水分生理特征，探索因地制宜、节水高效的灌溉模式，以河西地区为例，以不灌水（CK）为对照，对比分析了常规畦灌（M）、交替灌溉（T）和隔沟灌溉（G）等3种不同灌溉方式分别在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水不同灌溉量下对“三得利”紫花苜蓿产量和品质的影响。结果表明：①不同灌水方式下株高与灌水次数呈正相关，分支数与灌水量呈负相关；交替灌溉在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水条件下株高三茬平均值最高为91.92 cm。②各灌水模式下，紫花苜蓿净光合速率、蒸腾速率随灌水量的增大表现出增高的趋势，其中交替灌溉的净光合速率随灌水量的增大提高了15.64%，且均高于常规畦灌和隔沟灌溉在同等灌水量下净光合速率。③不同处理紫花苜蓿的产量随灌水量的增加而增加，漫灌处理紫花苜蓿的三茬总产量显著高于交替灌溉与隔沟灌溉在相同灌水量下苜蓿产量，在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水条件下三茬总产最高达49 447.6 kg/hm²。④不同灌水方式紫花苜蓿粗蛋白含量和中性洗涤纤维含量显著高于无灌水（CK）处理，且随着灌水量的增加有不同程度的提高。河西地区地处干旱和半干旱区，以节水灌溉的角度出发，可以选择交替灌溉灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水的灌溉模式能够在保证高产的同时，达到节水的目的。

明确运城市主要粮食作物冬小麦和夏玉米灌溉需水量的时空变化规律，为未来该市灌溉用水的科学配置提供基本参数。基于运城市域内13个气象站点的长期观测资料，利用Penman-Monteith公式确定参考作物蒸散量，结合有效降雨量和作物系数等参数，计算分析了运城市近50 a冬小麦与夏玉米的灌溉需水量及其时空变化特征。结果表明：在研究时段内，冬小麦和夏玉米年灌溉需水量整体均呈现波动式降低的变化趋势，整体降低幅度分别为-0.7和-2.1 mm/(10 a)。冬小麦在4月和5月的灌溉需水量较多，分别为80.5 mm和108.4 mm；夏玉米则为8月份的灌溉需水量最大，约为85.3 mm。冬小麦和夏玉米全生育期的平均灌溉需水量都呈现从东向西逐渐递增的趋势，冬小麦灌溉需水量的变化范围处于283.6~336.8 mm，夏玉米则为165.4~253.9 mm。相关分析结果表明，水汽压差与太阳辐射对运城市冬小麦和夏玉米灌溉需水量的影响较大。运城市冬小麦与夏玉米灌溉需水量在时间上呈波动降低趋势，在空间上则由东向西逐步递增；气温与降水的变化趋势显示运城市的气候正在朝暖湿化方向发展，未来灌溉方案的制定与优化应当予以充分考虑。

为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量（Reference crop evapotranspiration，ET ₀）的精度，以中国粮食主产区为研究对象，将其划分为温带湿润半湿润地区（THSZ）、温带干旱半干旱地区（TASZ）、暖温带半湿润地区（WTSZ）和亚热带湿润地区（SHZ），基于32个气象站点1994-2020年长序列实测逐日气象数据，将猎豹算法（CO）、沙猫算法（SCSO）、野狗算法（DOA）优化的时间卷积神经网络模型（TCN）和3种基于日照时数、3种基于温度的经验模型估算的辐射（R_s ）值与PM模型进行融合，得到改进PM模型。以均方根误差（RMSE）、决定系数（R ²）、平均绝对误差（MAE）和效率系数（E_NS ）为精度评价体系，找出了粮食主产区不同分区的ET ₀最优估算模型，结果表明：基于日照时数模型的计算精度要优于温度模型，其中CO-TCN模型在全区内均表现出了较高的精度，在不同分区的RMSE、MAE、R ²和E_NS 中位数取值分别为0.099~0.171 mm/d、0.057~0.111mm/d、0.984~0.998、0.983~0.997，由此可将CO-TCN模型估算的辐射值与PM模型融合，作为标准值用于估算粮食主产区ET ₀。

作物需水量的时空分布是科学地制定不同地区灌溉用水定额的依据。黑龙江省作为中国重要的商品粮基地，多年来其灌溉水利用效率排名均处在全国中等偏后水平，因此，合理计算和分析作物需水量对提高灌溉水利用效率和粮食产量具有重大意义。基于黑龙江省28个站点1961-2020年气象资料数据，采用FAO推荐的Penman-Monteith公式，从玉米年需水量、各生育期需水量以及不同年代各生育期需水量3个视角，分析各需水量的统计特征参数，利用Mann-Kendall检验、滑动t检验和气候倾向率识别其趋势、突变等特征，并用ArcGIS绘制空间分布图，深入研究玉米各生育期需水量的时空变化特征。结果表明：近60 a黑龙江省玉米年需水量均值为477.47 mm，气候倾向率为-23.11~5.62 mm/(10 a)，年需水量整体呈下降趋势，其序列在2008年发生突变；近60 a玉米各生育期需水量均值分别为13.96、77.72、74.64、44.60、204.46和62.38 mm，其序列突变发生点不同；玉米各生育期需水量最大值主要出现在20世纪70年代，需水量最小值出现在21世纪初和21世纪10年代；各生育期需水量上升趋势最大主要出现在20世纪70年代和20世纪90年代，而下降趋势最大的主要出现在21世纪初。玉米不同视角下的需水量自西向东总体表现为先减少后增大的趋势，其中抽雄-乳熟期是玉米需水的关键时期。

为研究库尔勒香梨园土壤pH、盐分、速效养分以及微量元素空间分布特征，掌握香梨园综合肥力水平，以库尔勒市香梨种植区为研究区，选取具有代表性的50个库尔勒香梨园进行样点布设与土样采集。运用经典统计学和地统计学方法研究香梨园表层（0~40 cm）土壤养分指标和微量元素指标的空间变异性，探究香梨园土壤肥力状况。经典统计分析表明：pH的变异系数为0.02属于弱变异，电导率的变异系数为1.03表现为强变异，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锰、有效铜、有效锌和有效铁的变异系数分别为0.37、0.53、0.99、0.59、0.45、0.25、0.24和0.48，为中等变异程度，研究区土壤综合肥力指数IFI值在0.37~0.80之间，平均值为0.58；地统计分析表明：土壤有机质、碱解氮和速效钾的块金系数大于75%，空间自相关性较弱；pH、电导率、速效磷、有效锰、有效铜、有效锌和有效铁的块金系数在25%~75%之间，这些指标具有中等强度的空间自相关性；库尔勒香梨园Ⅰ（优）、Ⅱ（良好）、Ⅲ（中等）、Ⅳ（较差）和Ⅴ（差）类土壤占比分别为2.72%、10.54%、61.80%、24.87%、和2.77%，土壤综合肥力在空间上呈现斑块状，肥力较好的Ⅰ级在北部零星分布、Ⅱ级斑块状分布在北部及西部，Ⅲ级主要分布在北部以及南部，肥力较差的Ⅳ、Ⅴ级主要集中在中部。总体上，库尔勒市香梨园土壤肥力为中等水平，土壤属性空间异质性比较强，其中有效锰、有效铁是制约土壤肥力的主要限制因子，果园有必要进行差异化管理，并应重视补充锰、铁微量元素肥，此外中部地区还要着重补充氮肥、磷肥和有机肥。

为了推进秸秆复合管地下灌溉技术的应用，以冬小麦为供试作物，通过田间试验，研究了秸秆复合管地下灌溉对冬小麦生长及水分利用效率的影响。结果表明，与无灌溉对照相比，秸秆复合管地下灌溉、地表滴灌和地下滴灌对冬小麦的生长与产量的提升均有促进作用，其中秸秆复合管地下灌溉的提升效果最显著。与地表滴灌相比，秸秆复合管地下灌溉显著提升了冬小麦起身期至抽穗期的株高、开花期之后的叶面积指数及地上干物质量，冬小麦穗长和穗粒数分别增加了5.84%和9.23%，产量提升了15.55%，水分利用效率与灌溉水利用效率分别提高了21.88%与15.55%，净收益提高了77.95%。与地下滴灌相比，秸秆复合管地下灌溉提高了冬小麦返青期后的株高、叶面积指数与开花期后的地上干物质量，冬小麦穗长和穗粒数分别增加了5.15%和9.8%，产量提高了5.11%，水分利用效率与灌溉水利用效率分别提高了8.81%与5.11%，净收益提升了23.53%。秸秆复合管地下灌溉有助于促进拔节期以后冬小麦生长，提高冬小麦的产量与水分利用效率，经济效益较高，在补充灌溉区对大田密植作物具有较好的推广应用前景。

探究灌溉对我国北方地区花生产量和水分利用效率（WUE）的影响及不同灌溉模式下花生产量和WUE变化的差异，可为北方地区花生高效灌溉提供理论依据和数据支撑。通过收集北方地区近40年的花生田间灌溉试验数据，依据灌溉方式、灌溉定额、灌溉次数和灌溉阶段进行分组，以不灌溉作对照，利用Meta-analysis定量分析灌溉对花生产量和WUE的综合效应及其影响因素。结果表明：在北方地区，相比不灌溉，花生灌溉后产量和WUE可分别提高16.86%和2.62%（P<0.05），其中，在华北地区灌溉对花生产量和WUE的提升幅度高于东北地区。当采取畦灌、灌溉定额>90 mm、灌水次数≥4次或全生育期灌溉的措施时，花生的增产率更高，分别为20.42%、29.87%、25.89%和29.84%（P<0.05）。选择滴灌、灌溉定额<30 mm、灌水1次或花针期灌溉时，花生WUE提升更显著，分别为2.76%、8.39%、5.27%和7.96%（P<0.05）。随机森林结果显示：在北方地区，灌溉定额是影响灌溉对花生产量和WUE效应的最重要因素，其次为灌溉阶段。因此，建议北方花生种植区灌溉定额不超过150 mm，其中，东北地区适宜灌溉定额为30~60 mm，华北地区适宜灌溉定额为90~150 mm。采取滴灌方式进行灌溉、全生育期灌水2～3次或以花针期和结荚期灌溉为主，苗期为辅，更利于花生增产和WUE提升的协同，进而实现我国北方地区花生的高效灌溉。

针对农业用水效率及其影响因素时空分异的问题，测度农业水资源效率并对其影响因素时空分异特征进行深入解析。将多种数学地理模型相结合，利用非期望产出超效率SBM模型测度各省份农业用水效率，以Tobit模型作为探究农业用水效率主要影响因素的方法，基于所测算结果运用时空地理加权回归模型(GTWR)分析各因素对农业用水效率的影响程度和时空差异性。结果显示：我国农业用水效率提升明显但总体效率仍保持较低水平，农业用水效率省际和区域差异显著；年降水量、农业用水占比、节水灌溉面积占比、人均农产值和农产品进出口额是农业用水效率的主要影响因素，农业用水占比和人均农产值是最主要的负向和正向因素；各地的自然条件和农业生产环境导致农业用水效率影响因素差异显著，东北地区对外贸易繁荣，能有效促进农业用水效率提升；黄河流域传统的漫灌、串灌方式用水浪费严重；长江流域下游发达地区较高的农业生产水平带动中上游地区发展；南部沿海地区和西南地区丰富的降水缓解了缺水压力，节水动力不足；西北地区地理位置和经济条件等的劣势导致用水效率低下。各地区应因地制宜采取针对性措施，从多维度推动农业用水效率的提升与持续优化。

为探究春灌定额对不同盐碱度农田土壤水盐分布的影响，确定适宜保墒洗盐的春灌定额。分别在中度盐碱地S1(5.23 g/kg)和重度盐碱地S2(8.27 g/kg)设置3种春灌定额处理(?W1: 1 800?m³/hm²，W2: 2 250?m³/hm²，W3: 2 700?m³/hm²)，分析比较了春灌后至棉花播种前0~100?cm土壤水盐运移和分布情况。结果表明：春灌后14~21?d，S1W2处理71.37%的水量可保持在土体内，S2W3处理77.26%水量保持在土体内，可使农田土壤达到适宜作物生长的土壤墒情；盐分淋洗主要发生在0~60?cm土层内，0~30?cm内淋洗效果更加显著，春灌定额越大将盐分带入深层的作用越强，春灌后21?d开始出现返盐现象；春灌时间在播前21?d左右为宜，中度盐碱地春灌定额2 284.7?m³/hm²，重度盐碱地春灌定额2 700?m³/hm²左右时，可达到较为良好的节水保墒洗盐效果，重度盐碱地可以根据实际情况适当提高春灌定额。研究结果可为图木舒克市不同盐碱度农田春灌提供一定的理论依据和技术参考。

探讨长白山地区受极端降水、地形复杂、植被破坏等因素影响造成的土壤侵蚀状况，可以研判该地区水土流失情况，为当地水土生态保护提供科学参考。利用修正的通用土壤流失方程（RUSLE）、趋势及相关分析法，定量分析长白山地区土壤水蚀的空间格局及时空分布特征，并探究土壤水蚀与气候、植被覆盖度及地形驱动因子的关系。结果表明：2000-2020年长白山地区土壤水蚀模数均值总体呈“西南高，东北低”的空间格局。相较于其他地类，草地、未利用地、林地更易发生土壤水蚀。近21 a来，土壤水蚀模数平均以0.025 5 t/(hm²·a)的速度上升，土壤水蚀模数表现为上升趋势的地区占研究区总面积的68.3%，侵蚀等级总体以微度和轻度为主，且轻度侵蚀比例也呈增加趋势，表明该地区土壤侵蚀状况趋于好转，未来吉林市中北部和延边州部分地区的水土流失风险较高。土壤水蚀与降水、海拔高度及坡度具有较为显著的正相关关系，而与气温、植被覆盖度的相关性以负相关为主。海拔大于1 000 m或坡度大于20°的草地、林地区域是水土防治的重点地形区。

为揭示不同微咸水（农田排水）与淡水在“先咸后淡”的组合灌溉模式下对土壤容重、盐分迁移和棉花生长的影响。以淡水灌溉为对照(CK)，设置7种不同微咸水、淡水组合灌溉（微咸水∶淡水=1∶14(T1)、2∶13(T2)、3∶12(T3)、6∶9(T4)、9∶6(T5)、12∶3(T6)），T7处理采用全额微咸水灌溉，于2022年4-9月进行了棉花田间试验。结果表明，采用微咸水灌溉造成土壤表层盐分积累，0~40 cm土层出现积盐现象，棉花生育期结束后，各处理与淡水对照（CK）比较，T1~T6在0~40 cm土层的电导率分别增加1.16%~26.61%，T7处理电导率增加86.40%；与淡水对照相比，组合灌溉后各处理土层0~40 cm土壤容重明显增加，土壤孔隙度降低，以全额微咸水灌溉T7处理最为显著（容重增加10.24%）；微咸水组合灌溉有效提高棉花株高、叶面积指数、茎粗。合理利用微咸水组合灌溉能够为棉花生长提供良好的水盐环境，提高棉花产量，能够为极端干旱区合理利用微咸水提供一种新的灌水模式，为灌区发展节水灌溉及农业可持续发展提供理论支撑。

实际蒸散发是水文循环的关键环节，分析灌区实际蒸散发及其影响因素对灌区水资源的高效利用和农业高质量发展具有重要意义。然而，目前蒸散发的影响因素研究在确定主要因素时往往采用解释力较差的传统统计学方法，在相关性分析时忽略了蒸散发与其影响因素在空间上的相关性。因此利用改进的随机森林模型确定实际蒸散发的主要影响因素，并通过岭回归模型和地理加权回归模型探究实际蒸散发与其影响因素的时空相关关系。结果表明：①在灌溉期，地表净辐射、平均气温、叶面积指数和实际水汽压是实际蒸散发的主要影响因素；在非灌溉期，地表净辐射、平均气温、风速和日照时间是实际蒸散发的主要影响因素。实际蒸散发在一定程度上代表了灌区的作物耗水量。因此，灌区作物耗水在灌溉期和非灌溉期的影响作用有一定的差异。②在时间上，风速与实际蒸散发为负相关关系且呈显著负相关（P<0.05），其余影响因素与实际蒸散发均为正相关关系且呈显著正相关（P<0.05）；在空间上，除风速与实际蒸散发在大部分区域呈负相关关系，其余影响因素都与实际蒸散发在大部分区域呈正相关关系。因此，除风速外，其余影响因素对灌区作物耗水在大部分区域都为正向促进作用。

为探究干旱胁迫条件下淮北平原夏玉米生长期水分利用特征，分析农田降水-土壤水-作物水之间的转化规律。通过野外实验和室内分析，测定分析不同生长期内降水、土壤水、植物水、地下水的稳定氢氧同位素值。采用稳定氢氧同位素技术分析了各水体的同位素分布特征，利用直接对比法和多元线性混合模型法分析夏玉米对土壤水分的主要吸水深度及贡献率，进而研究其水分来源。结果表明，五道沟实验站夏季大气降水线方程为 \mathrm{\delta } \mathrm{D} \text{?} = \text{?} \mathrm{7.26} \text{?} \times \text{?} {\mathrm{\delta }}^{\mathrm{18}} \mathrm{O} \text{?} + \text{?} \mathrm{3.11} ( R^{\mathrm{2}} \text{?} = \text{?} \mathrm{0.98} )，其斜率和截距均小于全球大气降水线方程，表明降水在降落过程存在蒸发富集过程。土壤水氢氧同位素在垂直方向剖面呈现明显的梯度分布。干旱胁迫条件下，夏玉米拔节-抽雄期主要吸收0~20、20~40、40~60 cm处的土壤水，贡献率分别为21.8±13.6%、25.5±20%和25.1±18.2%；抽雄-灌浆期主要吸收0~20 cm处的土壤水，贡献率为68.6±3.6%；灌浆-成熟期主要吸收0~20 cm处的土壤水，贡献率为72.0±0.9%。夏玉米根系优先利用浅层土壤水，土壤水主要来自大气降水。地下水埋深较浅地区，干旱条件下夏玉米在整个生长期内根系吸水深度较浅，由此考虑生长期改变灌溉方式来提高灌溉水利用率。

优化灌区渠系输配水技术是推动农业水资源高效利用的重要举措。针对新疆部分灌区渠系管理上沿用人工传递信息方法来决策配水方案，难以达到优化调配。以轮灌分组和配水流量为决策变量，建立了以渠道输水损失最小、轮灌组内配水时间差最小为目标的灌区支、斗渠优化配水模型，采用多目标粒子群算法进行求解；在深入研究渠系优化配水模型及其算法求解的基础上，采用Visual Studio Code、Matlab开发工具，开发灌区渠系水优化配置系统，并通过实例进行检验分析。结果表明：优化后的配水方案较该时段实际灌溉方案，渗漏损失总量由48.49 万m³减少至23.78 万m³，配水时间由30 d缩短为14.6 d。所建立的渠系优化配水模型贴近渠系实际运行情况，可以实现集中高效配水；开发的渠系水优化配置系统界面友好、参数简洁，能方便快速地为灌区的配水优化编组提供决策依据。

针对土壤质地对高光谱反演土壤盐分精度的影响不明确问题，于2023年4月1-10日在内蒙古河套灌区沈乌灌域共采集了132个不同盐渍化程度的土壤样品，并同步采集了对应的光谱信息，研究了不同盐渍化程度下土壤光谱反射率的变化特征以及不同土壤质地光谱特征与土壤盐分的相关性，探讨了土壤样本适宜的数学变换方法，并筛选敏感波段，建立了基于全部样本以及不同土壤质地下的土壤盐分含量的高光谱反演模型。结果表明：随着土壤盐分含量的增加，高光谱反射率逐渐增大；随着土壤粒度的减小，不同土壤质地下土壤盐分与不同波段的反射率及其相关系数呈先增加后下降的变化趋势。通过对光谱数据进行数学变换后，发现以倒数对数微分、对数微分、平方根微分3种变换效果最佳。通过建立多元逐步线性回归(BPNN)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机回归(SVM)以及BP神经网络(BPNN)4种模型，对光谱变换下的盐分含量进行了估算，4种模型的估算精度由高到低表现为：BPNN>SVM>PLSR>MLSR。相较于全部样本的土壤盐分估算结果，考虑不同土壤质地的盐分估算精度均有所提升，其中砂粒质地估算精度R ²由0.918提升到0.962，RPD由3.493提升到4.313；粉粒质地估算精度R ²由0.866提升到0.902，RPD由2.613提升到3.310；黏粒质地估算精度R ²由0.876提升到0.926，RPD由2.651提升到3.953，且在3种土壤质地背景下建立的模型均达到了出色模型的标准。说明在考虑土壤质地的前提下进行含盐量的高光谱反演，有利于提升反演精度。

为分析叶片角度下立式轴流泵在马鞍区工况的振动特性，采用流体计算软件CFX的数值模拟与泵装置试验结合的方法，在验证计算结果准确性的情况下，数值计算了3个叶片角度、4个流量下的泵段形变、振动特性、压力脉动、非周期性力；并通过试验测试了泵段马鞍区振动性能。研究结果表明，泵段在0.30 Q_BEP 至0.60 Q_BEP 之间存在马鞍区，在马鞍区工况内造成泵段振动的主要因素为叶轮-导叶之间动静交界面的干扰作用；为保证泵装置运行过程中的稳定性，最小运行流量应超过本文所定义的强化马鞍区工况流量；泵装置在马鞍区内运行时，叶片安放角越小越稳定。

地下水人工回补是管理含水层、调蓄水资源的重要方法，探究合理的适宜性评价方法是确定回补区域的基本工作。利用遥感数据和GIS技术，基于直觉模糊层次分析法（IFAHP），构建GIS-IFAHP决策模型，选取地下水位埋深、给水度、土壤质地、含水层渗透系数、地形坡度、土地利用/覆盖、与灌区距离、河网密度8个指标进行主观层次排序，获得各指标的综合主观权重，结合加权叠加分析法得到研究区地下水人工回补适宜性分区图，并在高适宜区内做地表入渗试验，分析地下水回补的可行性。结果表明：地下水回补低适宜区主要分布在细土平原区，占回补区总面积13.24%；中等适宜区主要分布在砾质平原中下部，占回补区面积29.48%；高适宜区主要位于砾质平原区中上部，占回补区总面积18.94%。地表渗库8 d内共回补水量1.54 万m³，回补期间3眼观测孔水位平均稳定在14.95 m，地下水位平均累积抬升25.21 m。采用GIS-IFAHP决策模型，在地下水回补区域选择合理性上表现良好；干旱地区土地利用率较低且回补条件良好的倾斜砾质平原，通过地表入渗回补的方式能够有效地补充地下水。

为探究灌溉供水管网中存在的漏损过高以及局部压力过大的问题，提出了一种基于FCM-GA的供水管网减压阀布设优化方法，该方法借助MATLAB、EPANET、MATLAB-EPANET-Toolkit以及PlatEMO平台等工具，对西班牙的BIN管网进行分区布置减压阀并优化阀后压力，以不同分区方案的成本与降漏效果为控制指标，筛选出最优方案。结果显示：最优方案（分5个区）将整个管网的漏损率降低至7.45%，相较初始管网降低了20.04%，降低的漏损费用可达114 €/d，在减压阀服务年限内可收回成本并达到盈利，并实现对整个管网系统的压力管理，提高了管网的稳定性和可靠性，有利于减少管网事故发生。因此，基于FCM-GA的灌溉供水管网减压阀布设优化是一种安全、低成本和高效益的降漏与控压方法，在有效降低灌溉用水费用的同时，可更好地实现节水灌溉。

新疆灌溉农业通常在作物生长期采用低流量滴灌以提高水分利用效率，而后在休耕期采用沟灌洗盐来防止次生盐碱化。这个相对复杂的农业生产过程可能会增加新疆当地劳动力和资源过度投入。为此，通过3D打印技术开发了一种具有独立双重流道的新型变量灌水器，该灌水器在两个工作水压水平（6~10 m和12~15 m）下具有灌溉和洗盐功能。通过室内试验分析了变量灌水器基本水力性能（流量系数、流态指数），然后利用计算流体动力学（CFD）和通径分析相结合的方法，研究了变量灌水器水力性能对流道宽（w）、流道深（D）、流道长（L）、齿高（h）和齿底距（b）的响应。结果表明，随着工作水压从6 m增加至10 m，变量灌水器出流量从1.6 L/h缓慢地增加到2.1 L/h，当工作水压进一步增大至12 m时，变量灌水器出流量急剧达到4.5 L/h，增幅达114.3%，这说明通过调节工作水压，所设计的变量灌水器可原位实现灌溉功能（较小流量）和洗盐功能（较大流量）的自由切换。根据新疆当地农田实际灌溉定额和盐碱化程度，推荐了适宜的变量灌水器流道参数。例如，在轻度盐碱地中，变量灌水器适宜的w、D、h、L和b分别为0.60、0.60、0.80、8.80和0.60 mm。

为了详细探究机翼柱型量水槽应用于U形渠道的量水性能，设置了4个不同的量水槽收缩比开展水力性能试验。通过对流量、收缩比和上游水位等数据进行分析，拟合出机翼柱型量水槽的流量公式。研究还对测流精度、上游佛汝德数、临界淹没度等参数进行了详细分析。试验结果表明，机翼柱型量水槽水位~流量相关性极高，相关系数R ²达0.998，利用试验数据拟合出的流量公式简单易用，平均流量误差约为2.47%，上游佛汝德数小于0.3，临界淹没度最高为0.887。与传统的U形渠道量水槽相比，机翼柱型量水槽的流动公式简单易用，U形渠道机翼柱型量水槽的结构为进一步研究提供了新的思路和参考。

甘蔗作为广西、云南等地的主要农作物，极易受到干旱的影响。土壤含水率是评估甘蔗是否受到干旱影响的重要指标。以蔗田土壤含水率为研究对象，利用无人机搭载的热红外和多光谱传感器数据计算出甘蔗冠层的温度、重归一化植被指数RDVI等植被指数，采用人工测定的方法对无人机监测数据进行校正和率定，构建了甘蔗的温度植被干旱指数（TVDI）模型。结果表明，利用多光谱和热红外传感器计算的TVDI与蔗田苗期、分蘖期、伸长期和成熟期土壤含水率均具有高度相关性，决定系数R ²分别为0.906 6、0.819 0、0.852 9和0.916 0。因此，TVDI模型最适合用于监测甘蔗苗期和成熟期的受旱情况。

为探明滴灌施肥频率对烤烟生长、氮肥利用及烟叶产质量的影响，2018-2019年通过田间试验，以不施肥空白（CK）和当地常规处理（CF，即肥料干施+滴灌）为对照，研究低频滴灌施肥（DF1，即养分管理期1次滴灌施肥）、中频滴灌施肥（DF2，即养分管理期连续2天每天1次滴灌施肥）和高频滴灌施肥（DF3，即养分管理期连续3天每天1次滴灌施肥）对烤烟农艺性状、根系发育形态、氮肥累积量和利用效率及烟叶产质量的影响。结果表明，与CF相比，各滴灌施肥处理烟叶产量无显著差异（P＜0.05），氮肥利用率有不同程度提高，烟株发育状况则因滴灌施肥频率而异。与DF1和DF2相比，DF3烟株旺长期叶面积系数分别增加了7.3%~33.3%和1.6%~28.7%，根系体积分别增加了3.9%~46.6%和21.2%~40.5%，氮素利用率分别提高了39.0%~95.0%和21.5%~34.3%，烟叶烟碱含量分别增加了17.5%~28.5%和12.5%~20.0%。与中频滴灌施肥和低频滴灌施肥相比，高频滴灌施肥有利于促进烟株生长和根系形态发育，提高氮肥利用效率和烟叶品质质量，是有效协同氮肥高效利用和烟叶产质量的滴灌施肥措施。

为探究不同粪肥与黄腐酸配施对设施菜地NH₃挥发及蔬菜产量的影响。采用小区试验的方法，共进行了2季上海青栽培试验。第1季设置了猪粪（P₃₀、P₁₅、P₉）分别为30、15、9 t/hm²；鸡粪（C₅、C₃）分别为5、3 t/hm²；羊粪（S₁₁、S₆）分别为11、6 t/hm²；不施肥对照（CK）。在第1季试验的基础上开展了第2季试验，利用通气法采集NH₃，粪肥添加处理均为等氮添加，猪粪、鸡粪、羊粪分别为31.9、25.4、31.3 t/hm²，设置了黄腐酸（H）、猪粪＋黄腐酸（P_31.9H）、猪粪（P_31.9）、鸡粪＋黄腐酸（C_25.4H）、鸡粪（C_25.4）、羊粪＋黄腐酸（S_31.3H）、羊粪（S_31.3），不施肥对照（CK），2季试验的处理分别为猪粪₃₀+黄腐酸（P₃₀-H）、猪粪₁₅+猪粪_31.9+黄腐酸（P₁₅-P_31.9H）、猪粪₉+猪粪_31.9（P₉-P_31.9）、鸡粪₅+鸡粪_25.4+黄腐酸（C₅-C_25.4H）、鸡粪₃+鸡粪_25.4（C₃-C_25.4），羊粪₁₁+羊粪_31.3+黄腐酸（S₁₁-S_31.3H）、羊粪₆+羊粪_31.3（S₆-S_31.3），共计7个处理和不施肥对照（CK），监测了不同肥料施加下土壤NH₃挥发速率、NH₃累积挥发量、蔬菜产量及相关环境因子的变化。结果表明：高NH₃挥发速率主要集中在施肥后的1~3 d，单施粪肥条件下，NH₃累积挥发量表现为P₉-P_31.9>（C₃-C_25.4≈S₆-S_31.3），粪肥配施黄腐酸条件下，NH₃累积挥发量表现为C₅-C_25.4H>S₁₁-S_31.3H>P₁₅-P_31.9H；在产量方面，羊粪、猪粪的增产效果要优于鸡粪，羊粪配施黄腐酸的增产效果最好，为27.48 t/hm²；在环境因子方面，土壤铵态氮、硝态氮含量与土壤NH₃挥发呈显著正相关（分别为P<0.001、P<0.05）。粪肥配施黄腐酸具有降低土壤NH₃挥发及增加蔬菜产量的趋势，综合考虑蔬菜产量及NH₃累积挥发量，认为羊粪配施黄腐酸的效果最优。

针对山东地区甘薯灌水和施肥不合理，产量和水分利用效率较低等问题。于2020年和2021年在山东省日照市中国农业大学特色马铃薯优质高产试验示范基地，选用“普薯32号”进行了2 a膜下滴灌甘薯田间试验。试验考虑了灌水量与施氮量2个试验因素，设置3个灌水量水平（不灌水，P0；滴灌湿润比为30%，P1；滴灌湿润比为60%，P2）和3个施氮水平（氮肥90 kg/hm²，N1；氮肥180 kg/hm²，N2；氮肥270 kg/hm²，N3），共9个处理。试验测量了不同水氮处理条件下的甘薯田间土壤水分、甘薯生理生长、产量及构成因素和水分利用效率。研究结果表明：不同灌水量和施氮量影响土壤含水量、贮水量、水分分布和甘薯生长。N2处理的甘薯生长旺盛，会促进0~50 cm土层的土壤水分消耗，从而降低土壤贮水量。2021年N2处理的土壤贮水量较N1与N3处理分别降低17.8%与17.7%。2021年P2处理的平均甘薯蔓长较P0、P1提高29.3%、14.8%。相同灌水条件下，甘薯的单株结薯数和产量随施氮量增加而先增加后减少：2020年，N2P2处理的甘薯产量较N1P2、N3P2分别增加19.9%与3%；2021年，N2P2处理的甘薯产量较N1P2、N3P2分别增加18.7%与24.5%。相同施氮量条件下，甘薯产量随灌水量增加而增加，2021年，N2P2处理的甘薯产量较N2P0、N2P1分别增加14.4%与24.2%。总体上，N2P2可以促进甘薯生长，提高甘薯产量和水分利用效率，适宜山东地区膜下滴灌甘薯种植。

透水混凝土渗灌技术（PCII）是一种可将水分输送到作物深根的新型灌溉技术。为探知PCII的节水效果，并明晰其对果树产量及水分利用效率（WUE）的影响。以江西红壤丘陵区的南丰蜜橘为研究对象，通过大田灌溉控制试验，研究透水混凝土渗灌、漫灌（CK）和滴灌（DI）3种灌溉方式对土壤水分动态、南丰蜜橘果实生长、产量、品质及水分利用效率的影响。研究结果表明：相较于CK、DI，PCII灌溉方式下各土层的平均土壤体积含水率更高且波动幅度较小；与DI相比，PCII南丰蜜橘果实体积在幼果期、定果期、果实膨大期与果实成熟期分别增加0.79%～2.06%、0.35%～4.29%、1.18%～4.59%、0.38%～0.85%，生长速率在定果期、果实膨大期与果实成熟期分别增加1.21%～1.39%、1.29%～1.33%、0.93%～1.09%；与CK相比，糖度在果实膨大期与果实成熟期分别提高了11.47%～15.15%、13.70%～13.91%；与CK处理相比，PCII的产量、水分利用效率分别增加了15.69%～17.15%、43.13%～43.60%，与DI处理相比，PCII的产量、水分利用效率分别增加了1.58%～2.49%、4.84%～5.23%。因此，采用透水混凝土渗灌有助于提高红壤丘陵区南丰蜜橘的产量和品质，并实现水资源高效利用。

为探究折射式微喷头水力性能并确定其适宜的工作参数，开展微喷头水力性能测试，明晰不同工况下单个微喷头水量分布特征，分析其流量、射程、喷灌强度随工作压力和喷嘴直径的变化趋势。探究在正方形和正三角形组合方式下，工作压力和组合间距变化对喷灌均匀系数CU的影响，基于主成分分析方法，统一相关评价指标，建立折射式微喷头工作参数综合评价模型。结果表明：单喷头的流量、喷灌强度均与工作压力呈正相关，而射程随压力的变化并不明显；正方形和正三角形两种组合方式下，组合间距变化对CU产生的影响明显大于工作压力和组合方式；依据各工况评分高低，对微喷头最优工况做出合理选择，实例应用的结果表明：折射式微喷头最优工况为正三角形组合，工作压力0.25 MPa，组合间距0.4 m。

为探讨水肥耦合配施改性生物炭对大豆根际土壤理化性质、酶活性及其产量品质等的影响，设置3因素（灌溉量、施氮量和施炭量）3水平正交试验。结果表明：施炭量对土壤理化性质影响最为显著，其次是灌溉量；轻度或中度亏缺灌溉可以显著提高土壤微生物量碳、氮含量；对于土壤酶活性，灌溉量对土壤过氧化氢酶和磷酸酶影响最为显著，轻度亏缺灌溉条件下活性最高；相同灌溉量下，除N-乙酰基-β-D-葡萄糖苷酶外，酶活性都随着施氮量和施炭量的增加而增加；灌溉量对蛋白质和大豆籽粒含油量影响最显著，其他品质指标受水氮炭的影响不显著；基于正交试验的大豆最优产量水氮炭组合试验结果分析，3个因素主次顺序为灌溉量、施炭量和施氮量，大豆产量的最优组合为W1N1B1（即中度亏缺灌溉、氮肥施用量为75 kg/hm²、生物炭施用量为15 t/hm²）。研究为认识水氮炭耦合关系、指导云南季节性干旱区大豆优质节水高产高效种植提供理论依据与技术支撑。

探索膨润土对沙地土壤性质及结构、朝天椒农艺性状及产量的影响，为膨润土用于沙地土壤改良应用提供理论依据。于2023年在内蒙古自治区鄂尔多斯市杭锦旗巴拉贡镇山湾村开展膨润土治理沙化耕地大田试验，试验按膨润土施量共设置6组处理，分别为：0(CK)、15.0 t/hm²(A1)、22.5 t/hm²(A2)、30.0 t/hm²(A3)、37.5 t/hm²(A4)、45.0 t/hm²(A5)，研究不同膨润土施量对土壤理化性质及结构和朝天椒农艺性状及产量的影响。结果表明：与对照相比，施用膨润土能够显著改善土壤性质、有效调整土壤结构。膨润土的施用提高了朝天椒生育期内土壤含水量、总孔隙度、CO₂通量、WR_{>0.25 mm}含量、pH和电导率；降低了生育期内土壤容重，协调了生育期内土壤三相比例，改善土壤固液气结构。在生育期内膨润土施量与土壤总孔隙度呈极显著正相关，与土壤容重呈极显著负相关。施用膨润土有效促进了朝天椒的生长发育，显著提高朝天椒产量。以A3处理朝天椒产量最高，较对照增产61.2%。膨润土作为土壤改良剂能够有效改善土壤性质，调整土壤结构，提高土壤持水能力和朝天椒产量。综合不同施量对土壤指标及朝天椒产量的影响，研究认为30.0 t/hm²为该试验区2023年适宜施量。