通过3年田间定位的枸杞灌溉试验，分析了滴灌和漫灌2种灌溉方式对旱区枸杞园土壤活性有机碳库及枸杞生长的影响。结果表明，滴灌对土壤总有机碳含量影响整体呈现出提升的作用，碳库管理指数高于漫灌处理，尤其是0-10cm和10-20cm表层土壤中易氧化态有机碳含量显著增加，分别提高12.99%和18.67%，且在120-140cm土层易氧化态有机碳有明显累积，提高幅度达到38.17%。采用滴灌和漫灌两种灌溉模式，枸杞总产量无明显差异，但滴灌模式下水生产率较漫灌提高112.12%，且果实等级率也有所提高。因此，针对研究区域枸杞生产管理现状，通过滴灌模式，有利于土壤有机碳质量提升，培肥枸杞果园土壤，能够满足生长需求，对实现长期可持续生产提供科学依据。

为研究滴灌条件下冬小麦抽穗期水分对旗叶叶片相关生理状况的影响，以新冬22号和新冬43号小麦品种为供试材料，采用单因素随机区组实验设计，进行大田实验，分别设置225mm（W1）、375mm（W2）、525mm(W3)、675mm(W4)和825mm(W5) 5个灌水处理，在灌水前后监测土壤水势的变化，同时测定冬小麦旗叶中的叶绿素、丙二醛、可溶性糖、脯氨酸等生理指标以及计算各生理指标在不同灌量下的补偿系数。试验结果表明：相同灌量条件下，土壤水势的恢复能力表现为0-20cm土层最好，20-40cm次之，40-60cm最弱。不同灌量条件下，超过W3灌量的处理均能恢复的较好，而低于W3灌量的W1、W2处理则表现出水分的过度消耗；不同的生理指标对水分的敏感度不同，各指标表现为可溶性糖>脯氨酸>丙二醛>叶绿素；不同土壤水分条件下，叶绿素、MDA、可溶性糖、脯氨酸等生理指标均在W3处理下产生的补偿效应最大，其中脯氨酸会有一定的滞后性。因此建议在冬小麦抽穗期，20-60cm土层距离滴灌带15cm处的土壤水势灌前应维持在-85.5～-68kpa。

通过室内土箱试验，研究单翼迷宫式滴灌带、内镶片式滴灌带及内镶圆柱状滴灌管分别在粘壤土、壤土及砂壤土内的抗负压堵塞性能。研究方法为将地下滴灌系统反复启闭，通过滴头流量变化反映其负压堵塞程度。结果表明：单翼迷宫式滴灌带抗负压堵塞性能较差，在壤土内流量降低34%，发生了堵塞；在砂壤土中流量下降12%，继续试验，发生堵塞的可能较大；内镶片式滴灌带抗负压堵塞性能较好，在三种土壤内都没有出现明显的堵塞现象；内镶柱状滴灌管在粘壤及壤土内流量下降均为12%，若继续试验，有发生堵塞的趋势。该类滴灌管与其余两种滴灌带相比，除滴头流道不同外，其流量最大，说明增大流量并不能明显降低负压堵塞。

为准确预测冬季果园土壤温度，本文建立了蓄水坑灌条件下BP神经网络土壤温度预测模型(BP-WSPI-T)、遗传算法优化的BP神经网络土壤温度预测模型(GA-WSPI-T)和增量逆传播学习算法优化的BP神经网络土壤温度预测模型(IBP-WSPI-T)，采用坑内平均气温、地表温度、沿相邻两蓄水坑中心连线距坑壁的距离和距坑壁5cm处分层土壤最低温度为模型输入，对距坑壁15cm、25cm和35cm处分层土壤最低温度进行预测，并通过与田间实测数据的统计学分析来判定预测效果。结果表明：BP-WSPI-T 、GA-WSPI-T和IBP-WSPI-T模型的平均相对误差分别为8.19%、4.41%和7.57%，GA-WSPI-T模型的预测效果最好，较BP神经网络预测精度得到了很大的提高，建议采用GA-WSPI-T模型对蓄水坑灌冬季果园土壤温度进行预测。

针对宁夏干旱风沙草原区紫花苜蓿地下滴灌灌溉制度、水肥协同效应不明确的问题。通过田间试验，对不同水肥组合下地下滴灌紫花苜蓿株高、土壤水分、产量及水分生产效率等指标进行综合分析，结果表明，处理D11条件下地下滴灌紫花苜蓿生长状况较好。研究提出了宁夏干旱风沙草原区苜蓿地下滴灌水肥耦合灌溉制度为：灌溉定额210m3/667m2，灌水次数为12次，施肥量N6.0kg/亩、P2O5 8.4kg/亩、K2O 7.2kg/亩。

摘要:【目的】本文通过对施氮水平的控制，研究农田土壤水盐分布和向日葵的产量变化规律，为改善盐碱地作物生长环境，增加产量提供有效的理论依据。【方法】本研究选取大同盆地，采用覆膜宽垄沟灌（G）和水平畦灌（Q）2种耕作灌溉方式，设置3种施氮水平，施氮量分别为156 kg/hm2（N1）、260 kg/hm2（N2）、364 kg/hm2（N3），以平作不施氮（QN0）为对照组，五氧化二磷和氧化钾用量分别45.7 kg/hm2和54.84 kg/hm2。灌溉定额为340 mm。【结果】结果表明：在不施氮条件下，沟灌垄上0-40 cm电导率EC1:5比水平畦灌电导率低15%~30%，沟中0-40 cm EC1:5比水平畦灌低40%~50%。40 cm以下土层，沟灌垄上和沟中土壤EC1:5比水平畦灌低20%~40%。而在施氮条件下，沟灌垄上0-40 cm表层EC1:5和水平畦灌差异不显著（p<0.05），但随着施氮量的增加，二者表层EC1:5都略微增加，沟灌沟中0-40 cm EC1:5较水平畦灌低40%~60%。40 cm以下沟灌沟中EC1:5比畦灌低40%左右。在相同的灌水量下，沟灌沟中表层含水率低于垄上覆膜表层含水率，而在整个生育期内除了降雨影响外，覆膜沟灌含水率均在10%~23%，与不施氮处理差异不显著（p<0.05）。采用260 kg/hm2的施氮时，向日葵生长最优，盘径22.5 cm、千粒重192.30 g、籽粒产量4 893.8 kg/hm2【结论】综上分析，采用覆膜沟灌且施氮量在260 kg/hm2左右能改善土壤水盐状况，提高作物产量。

以河南省人民胜利渠灌区种植的冬小麦为研究对象，通过分析冬小麦在不同灌水条件下的生育进程、形态指标及产量构成因素差异，为确定冬小麦的节水高产灌溉制度及水资源高效利用提供理论基础。结果表明：土壤墒情状况对冬小麦生长发育具有决定性的影响，水分亏缺会对冬小麦群体植株表型产生不良影响；低水分处理（T-50）叶面积指数、植株高度、干物质积累等性状低于适宜水分处理，土壤水分不足时，会造成叶面积指数、植株高度和干物质累积量等低于正常值。穗部性状随着土壤水分的降低而减少，T-50的处理最低，无效小穗数受土壤水分的影响规律性不明显。穗粒重和产量最高出现在适宜水分处理（T-60）中。

为探索长期连作膜下滴灌棉田积盐区盐分空间变异规律和空间分布特征。运用传统统计学与地统计学方法，结合ArcGIS10.2软件对主要积盐区的空间变异性进行分析。结果表明：随土层深度的增加，50×50m网格及基线加密的50×50m网格两种取样方式下土壤含盐率均增加，含盐率的变异性均增强；采用高斯模型对研究区土壤含盐率进行半方差函数模型拟合较好，各土层基台值均为正值，存在由采样误差、最小距离内的变异或随机和固有变异引起的正基底效应。该积盐区水平方向上，各土层含盐率整体由南向北递减，盐分主要积累在80-100cm及100-120cm土层内；垂直方向上，随土层深度的增加，土壤含盐率呈递增趋势。

对冬小麦实施深层灌水是一种高效的节水灌溉方式，为了简化深层灌水条件下冬小麦根系研究工作，本文建立了以土层深度、发育时间、土层根系日均吸水量、土层日均温度、地上部干重、株高为输入因子，土层根系密度为输出因子的BP人工神经网络预测模型。研究结果表明：在所建立的预测模型下，训练样本各土层根系密度预测值与实测值之间平均相对误差为5.92%，检验样本的平均相对误差为7.30%，训练样本和检验样本都具有较高的精度，因此以该模型对深层灌水条件下冬小麦根系分布情况进行预测是可行的，可为深层灌水条件下冬小麦的根系研究提供新方法。

作物产量与干物质累积过程密切相关，灌水时机和灌水量大小会影响干物质累积进而影响作物产量。利用在民勤绿洲进行玉米灌溉田间试验，研究了不同灌水量和灌水时间对河西绿洲玉米干物质积累动态及产量的影响，建立了干物质累积量的Logistic模型，并进行了玉米产量及构成要素的相关性分析。结果表明：玉米地上部分干物质积累量随生育期的推进呈显出“慢-快-慢”的增长趋势，“大喇叭口期-抽穗期”是干物质快速增长期，平均增长为5.12-7.58g/d，注意这一时期的适时灌水，对玉米的生长具有促进作用；膜下滴灌因地膜增温效应，显著提高玉米的生长速率。膜下滴灌玉米干物质积累在播种后65d左右进入旺长期，旺长期持续时间26d左右，最大旺长期在播种后78d。产量及构成要素相关性分析表明，膜下滴灌玉米产量与穗粗、穗粒数、出籽率呈显著正相关，通过提高玉米穗粗、穗粒数，可提高玉米产量。

为探索加气灌溉下作物适宜的施肥量，试验设计了高氮、中氮、低氮3个施肥水平，加气和不加气（作为对照）两种灌水方式，采用两因素三水平完全随机区组设计，共6个处理。研究了加气和不加气两种灌溉方式下，不同施肥水平对温室番茄株高、茎粗、干物质量和品质的影响。结果表明：加气灌溉下，作物株高、茎粗较不加气处理分别显著增大了6.2%、11%，干物质量显著增大了11.7%，单株产量、维C、可溶性糖、有机酸、糖酸比较不加气处理分别显著增大了6.7%、11.6%、11.3%、7.5%、4.1%。因此加气灌溉在促进植株生长发育的同时，也有效提高了作物产量和品质。同时，加气灌溉不同施肥水平试验结果表明，中氮施肥水平下，植株茎粗、干物质量、果实产量、品质较高氮和低氮处理均有显著增大，且施肥水平和加气灌溉对番茄株高、产量产生显著的交叉影响效应。因此，考虑各处理对番茄生长发育、产量品质的综合影响，加气灌溉中氮施肥水平是较优的灌溉施肥模式。

基于水资源的水量、水质、水域、水流四要素，对区域水资源承载能力概念进行界定；根据水资源承载力主客体定义，从水资源、社会经济、生态环境三大系统分析水资源承载力影响因素，建立了水资源承载力影响因素基础集；构建由目标层、要素层、表征层及指标层构成的多层次、分要素、能力-负荷双向表征的水资源承载力诊断指标体系，并从量、质、域、流四要素识别了水资源承载能力关键诊断因子。

准确的评价地下水质量是地区居民饮水安全的重要保证。针对地下水水质评价中的模糊性和随机性，考虑到评价过程中权重的重要性，建立基于AHP-CRITIC博弈论组合赋权的云模型水质评价体系，结合西昌市某地区进行实例对比分析，结果表明该评价体系具备实用性。同时，针对评价过程中所发现的问题，即单一超标污染物受到其他指标极小值的影响导致正态云模型评价结果出现失真，提出在云特征参数选取过程中加入各项指标实测数据值，主观消除评价结果误差性。

在总结前人在水资源配置方案评价研究的基础上，建立了新的水资源配置方案优选方法。从资源效益、社会效益、生态效益和经济效益4个方面考虑，分别选取人均用水量、渠系水利用系数、水资源开发利用率等15个比较典型的指标进行研究。通过改进熵值法确定权重，并对TOPSIS方法和灰色关联方法分别进行改进，然后将改进的算法结合起来，共同用于求解不同方案的相对贴进度。通过改进TOPSIS-灰色关联方法计算的结果和实际情况相符，进而验证了本方法的有效性和可行性。

以传统浮岛技术为基础，设计辅以微生物固定化技术和曝气充氧技术的组合浮岛系统，采用静态试验和现场观测相结合的方式，考察组合浮岛与传统浮岛在低温条件下对污染水体的处理效果。静态试验结果显示，组合浮岛对NH4+-N和CODCr处理效果较好，NH4+-N去除率为99.70%，CODCr去除率为65.78%，由于组合浮岛的小试溶解氧较高，TN去除效率低于传统浮岛。现场观测显示，10月30日至11月10日期间，搭载组合浮岛的试验河段CODCr、NH4+-N、TN的平均去除率分别为21.49%、18.51%、13.44%，而同期搭载传统浮岛的对照河段为0.00%、1.21%、-1.03%。静态试验和现场观测结果均表明生态浮岛在引入微生物载体和曝气装置后，对富营养化水体的修复起到良好效果。

本文通过构建合理的评价指标体系，对棉花水肥一体化节本增效配套集成技术体系进行综合效益评价，找出该技术适应性最好的地区。本研究建立了3个区域的核心试验示范基地，通过试验和问卷调查收集相关数据资料，从经济效益、生态效益、社会效益、技术进步效益四个方面考虑，选取了科学合理的评价指标，成功构建了棉花水肥一体化节本增效技术体系效益评价的AHP模型，对该技术在不同地区的适应性进行比较评价。棉花水肥一体化节本增效技术由于不同地区条件各不相同，因此综合效益也各不相同。其中博乐市的综合效益得分最高，建议在与该地区条件相似的地方进行更大范围的推广，尉犁县、精河县等地效果相对较差，有进一步提升的潜力。

为了提高测量土壤水分Van Genuchten方程求解的精度，提出平行竞争PSO算法。首先在PSO算法基础上，当粒子群最大半径值小于某个阈值时，竞争才被触发，同时最差粒子被重置，粒子被重置的比例随着迭代次数增加而非线性减少；接着粒子群分成若干子群，子群的群平均适应度与原始粒子群平均适应度相差不能小于设定的阈值，引入不同的共享因子对子群与子群、粒子与子群之间进行信息共享动态调节；最后粒子适应度函数由Van Genuchten方程参数构成，给出了算法流程。实验仿真显示本文算法对测试函数求解具有收敛速度较快、解精度较高的特点，测量粉壤土脱湿数据的相对误差最大为5%，吸湿数据的相对误差最大为4%，相比其他算法都较小。

蒸发皿蒸发量是衡量大气蒸发能力的重要指标。为了研究中国地区蒸发皿蒸发量的时空变化规律和成因，本研究利用全国751个站点1961-2017年的逐日气象观测资料（平均温度、风速、相对湿度、日照时数），基于PenPan模型对20 cm蒸发皿蒸发量进行估算。本文对中国地区57年的气象数据和PenPan模型模拟结果进行趋势分析，探究影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素。结果发现：在1961-1993年期间，中国地区存在“蒸发悖论”现象，影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素为风速；1994-2017年“蒸发悖论”现象消失，此时主导因素为饱和水汽压差；两阶段相比，空气温度对蒸发的作用增大，而风速的作用减小。春夏秋冬四个季节，蒸发量在空间上差异较大。辐射项蒸发量的夏季最大值在西北地区，其余季节在华南地区；动力项蒸发量冬季最大值在华南地区，其余季节在西北地区；随着季节推移，总蒸发量最大区域由西北转移到华南地区。根据蒸发皿蒸发量的时空变化情况，可以得出西北和华南地区需要根据该地区蒸发量的季节变化合理调配水资源。

选取新疆主要农作物小麦、玉米、棉花、水稻、甜菜、薯类为研究对象，在采用彭曼-孟公式计算新疆14地州及64个主产县6种主要农作物单位虚拟水产量的基础上，明晰了主要农作物的单位虚拟水价值。并借助IBM Spss软件进行对应分析，从虚拟水价值的视角研究了新疆主要农作物种植偏好与布局。结果表明：（1）六种主要农作物中虚拟水价值最高的是薯类（8.34元/m3），最低的是棉花（1.51元/m3）；（2）从虚拟水价值视角看，农作物的种植偏好与种植规模存在显著差异。县际层面上，按照农作物虚拟水价值由高到低排序，前三位的县与自治区“十三五”规划（种植业）的契合度较高；（3）调整种植业结构后农作物的虚拟水总产值可增加601.25亿元，可实现“十三五”规划（种植业）中“调棉减水”的目标。研究认为：不同农作物单位虚拟水价值在农作物种类与地区上存在显著差异，优化水资源配置可以带来种植业生产总值的增加，新疆应在调整外显性种植结构的同时注重内涵式品质的提升，生产特色高质产品。

摘要：我国作为农业大国，引导国内研究机构和企业参与全球知识产权竞争是我国农业科技进步的关键，全面分析微灌技术发展的历史、现状和趋势具有深远的意义。本文用专利分析的方法对微灌领域中专利申请态势、布局和技术发展进行了深入研究，发掘在灌溉领域重点技术相关的专利申请以及重点企业，深入了解该领域内重点企业的专利布局、研发方向，从而有效地的指导国内灌溉技术的实施，并对农业机械领域的相关企业的专利申请、专利布局起到指引作用。

为提高灌溉的精确度与精细化种植的用水效率，研究设计了一种基于 Raspberry 的精准灌溉系统。采用Raspberry Pi 3b与相关传感器设计了系统的硬件，应用pyhton语言编写系统相关程序，并搭建数据库，编写了二维模糊控制器的模糊算法控制程序，其输入量为土壤湿度和土壤湿度的变化值，输出量为直流电机的 PWM 值。最后通过黄瓜幼苗的种植进行试验，达到了预期的节水目标。为智能灌溉的全面实现提供理论基础与参考依据。

针对小型农村农业基地的诸多问题，结合目前比较先进的4G通信技术、云数据库及云服务技术、物联网技术、移动互联网APP技术、GIS技术等先进技术，在自主研发双核多功能物联网采集装置的基础上，通过综合管理云系统总体构架的改进，实现了一套投资成本小，结构合理、操作方便、适合于小型农村农业基地应用的综合管理系统。应用实践表明，该系统有限解决了小型农村农业基地的诸多问题，可以产业化推广与应用，具有很好的价值与意义。

摘要:针对达州市蔬菜大棚喷灌用泵的使用现状，分析了蔬菜大棚喷灌选用旋涡泵或普通离心泵的不足，在借鉴高速部分流泵的设计方法并结合已有的经验来设计QGH14-50-4型手压排气汽油机直联恒压喷灌泵的叶轮、泵体等核心零部件，试制完成测试表明：该泵各项性能指标达到或超过设计要求，其Q～H流量扬程曲线平直，机组在全流量范围内恒压、机组高效、轻便，适宜蔬菜大棚喷灌使用。

针对传统温室灌溉系统中的节水问题，设计了一种基于Fuzzy-PID算法的温室节水滴灌控制系统。通过采集温室内的实时土壤湿度，基于Fuzzy-PID控制原理，一方面根据植物的生长特性自适应地调节土壤湿度，以保持农作物“不饥不过饱”，另一方面在满足温室灌溉需求的基础上进行适时、适量的灌溉，以避免水资源的浪费。仿真实验表明，与传统的模糊控制和PID控制相比，所提出Fuzzy-PID控制的调节时间减少了约17s，超调量减少了9.4%。实际测试表明，该系统运行稳定，鲁棒性强，节水率约为23%，能够满足节水灌溉的要求，具有良好的推广价值。