为探究水炭耦合对水稻生长发育、产量及水分利用效率的影响，本文开展3个灌溉模式和3个生物炭配比量的2因素大田试验。研究结果表明：水炭耦合对水稻的千粒重、结实率、理论产量的影响效果显著（P<0.01）；相对而言，生物炭施加量对株高、有效分蘖、叶面积指数、千粒重等生长指标影响更大，灌水模式则对结实率、干重、平均每穗粒数等产量指标影响更大。常规灌溉W1水稻产量最高，但其水分利用效率较低。与重度水分亏缺模式W3相比，轻度水分亏缺模式W2，水稻生长指标及产量指标均有显著性增长，且随生物炭施加量的增加而增加。当灌水模式为轻度水分亏缺且生物炭施加量2g?kg-1（W2B2）时的水分利用效率最高，为0.958kg?m-3。

痕量灌溉技术是一种具有双层过滤膜的新型节水技术，其灌溉管的核心器件由面积大、孔径小的过滤膜和面积小、孔径大的毛细管束组成。在痕量灌溉产品的研发过程中需要多次修改产品参数，小批量试生产后才能进行产品定型，存在开发成本高、周期长的问题。为节约痕量灌溉试验的试验周期和成本，对痕量灌溉产品进行数值模拟仿真研究，并通过室内实验验证和修正数值模型，为痕量灌溉产品的定型提供一定的参考价值。研究结果表明，通过曲线拟合，数值模型与室内实验模型的残差平方和分别为0.021、0.12和0.003，数值模型基本与室内实验模型吻合。

为了研究文丘里施肥器的水力性能和内部介质混合规律，以试验和数值模拟相结合的方法，基于混合模型和空化模型，利用Ansys Fluent商业软件对文丘里施肥器在不同工况下进行三维定常数值模拟，并设置对比试验。结果表明：考虑空化模型的数值模拟结果与试验结果基本相符，表明采用空化模型可以更好的预测文丘里施肥器的水力性能。另外，混合室和喉管是能量损失的主要发生区域，肥液和工作液体的混合主要发生在扩散段。

滴灌施肥技术能够适时适量地将水肥直接供应到作物根系附近的土壤，可以同时实现节水节肥，高效高产，减少环境污染。本试验以宁夏扬黄灌区春玉米为研究对象，采用滴灌施肥方式，设置四个施肥时段处理（先肥后水，先水再肥后水，先水后肥，肥水同步），观测不同处理灌后第二天和灌后第九天土壤剖面中硝态氮的分布状况。结果显示先肥后水以及肥水同步土壤湿润体内硝态氮运移活跃，分布范围相对较大；先水后肥硝态氮的分布范围相对较小，主要分布在亚表层及以上，径向分布也相对较窄。经玉米吸收利用先肥后水的灌水施肥方式硝态氮残留最少，玉米吸收利用较为彻底，肥料利用率较其他处理略高。

以黄土高原区旱作农田土壤为研究对象，基于年度跟踪试验，分析了农田表层土壤容重年内变化过程和特性，结合同步配套监测的试验区降雨量、气温及土壤含水率等资料，探究了玉米生长期内表层土壤容重变化机理。研究结果表明：玉米生长期内表层土壤容重表现为随时间增大的趋势；容重在生长期内变化过程可分为播种后容重陡增阶段、播种后容重缓增阶段、雨期容重陡增阶段、雨期容重波动阶段和容重缓降阶段；第一次大降雨后表层土壤容重达到最大值，湿陷变形过程基本完成；耕作层土壤深度范围内，10~20cm土壤容重在三个阶段都处于最大，主汛期到来之前，0~2cm土壤容重>2~10cm土壤容重，主汛期0~2cm土壤容重<2~10cm土壤容重。研究结果可为农事作业管理、土壤入渗参数的预测与灌溉管理提供参数支撑。

为探索在半湿润灌区基于沟垄集雨种植模式的小麦高产节水栽培技术途径，本试验于2015年10月-2017年6月在西北农林科技大学农学院试验基地，以西农979为材料，研究了不同种植模式结合小麦主要生育期限量灌水对作物水分利用效率和小麦产量的影响。结果显示，在传统平作常量畦灌（F150）的基础上，减少50%的灌水量，F75小麦产量两年分别下降18.86%、10.07%；集雨种植+灌水75 mm处理（R75）与F150处理相比，小麦产量略有小幅降低，但尚未达显著（P＜0.05）水平，且R75与R150处理亦无显著（P＜0.05）差异。此外，R75较F150处理灌水利用效率显著（P＜0.05）提高，两年增幅分别为95.51%、104.2%，作物水分利用效率分别提高了31.23%、13.1%。结果表明，集雨种植可高效利用降水及灌溉水，满足小麦生长发育及产量提升；基于集雨种植模式，通过在小麦关键生育期限量灌水，较传统平作常量畦灌（F150）产量无明显降低情况下，实现节水40-70%。

以小油菜为试验对象，将保水剂分别混施到育苗基质及沟施到沙土中，研究不同浓度保水剂对基质穴盘育苗种子萌发、幼苗生长和对沙培小油菜生长的影响。试验结果表明：1)保水剂可以提高基质保水性，减少灌溉次数，对种子发芽率、发芽势无显著影响，可促进幼苗株高、叶片数、叶面积的生长及干、鲜重的积累，综合分析认为，保水剂浓度为0.6%时效果最佳；2)保水剂可有效提高沙土的持水保水能力，减少小油菜的单株日均灌水量，促进植株生长，有利于产量积累，当保水剂浓度为90kg/hm2时，作用最为显著。

为了高效地利用丰富的咸水资源，减少肥料过量而造成的环境污染，本文通过大田试验对枸杞微咸水滴灌条件下的水肥耦合进行研究。试验共设置三个灌水水平（W1：15m3/667m2、W2：20m3/667m2、W3：25m3/667m2）和三个施氮水平（N1：35kg/667m2、N2：50kg/667m2、N3：65kg/667m2），分析了不同水氮处理对枸杞生长、产量、灌溉水分利用效率及肥料偏生产力的影响。研究表明，适当提高灌水量和施氮量可以促进枸杞植株的生长。在同一灌水水平下，N2、N3较N1百粒重分别增加7.3%~11.4%、1.9%~4.0%；在同一施肥水平下，百粒重W2>W3>W1。在各处理中，W2N2的产量最高，为5547.22kg.hm-2，其余各处理相比W2N2枸杞产量减少1.94%~33.27%。减小灌水量和增大施肥量时，iWUE增大，PFP减小；反之，iWUE减小，PFP增大。当水氮处理为W2N2时既能保证高产，又能使iWUE和PFP达到较高水平，因此枸杞适宜的水氮配施量为20m3/667m2、50kg/667m2（W2N2）。

对温室内基质栽培下的樱桃番茄进行水肥一体化试验，揭示樱桃番茄品质与灌水量及施肥量的内在关系。结果表明：灌水量及施肥量对樱桃番茄品质的影响都显著，且二者存在耦合效应。施肥量较低时，增加灌水量可有效提高其维生素C含量，但硝酸盐含量也随之增加；三种施肥量下，灌水量越高，樱桃番茄的可溶性总糖与可滴定酸越低；施肥量较低时，增加灌水量可有效提高其可溶性固形物含量，适中的水肥量出现最高的可溶性固形物含量。对维生素C而言，采摘前一月的最优水肥为高水中肥；对可溶性总糖与可滴定酸含量而言，最优水肥为低水高肥；对可溶性固形物而言，最优水肥为中水中肥；从降低硝酸盐含量而言，最优水肥为低水肥。

为研究不同滴灌管埋深对紫花苜蓿水分利用效率和草地覆盖率的影响，在甘肃省肃南裕固族自治县进行试验。结果表明，地埋式滴灌条件下，苜蓿首茬干草产量占全年总产量的40%左右，且占比随滴灌管埋深增加而略呈下降趋势；滴灌管埋深0.20m时，苜蓿产量和水分利用效率均达最高，为该区苜蓿地埋式滴灌生产中滴灌管的最优埋深；不同滴灌管埋深在苜蓿不同生育周期对草地覆盖率的影响不同，滴灌管埋深0.10m以内更有利于苜蓿首茬及第二茬返青，而埋深0.30m则不利于首茬苜蓿的出苗。

为了研究尿素浓度对砂型土壤水分特征曲线及持水性的影响，本文使用离心机测量了含0%、1%、4%、7%尿素质量浓度土壤的水分特征曲线，将测量结果与VG经典模型拟合，通过拟合结果讨论了尿素质量浓度对该试验条件下VG模型参数的影响，进而从不同角度分析尿素质量浓度持水性指标的影响。结果表明：随着s土壤中尿素浓度和基质吸力的增大的土壤水分特征曲线向左运动明显且差异性增大，持水能力逐渐减弱。随着尿素浓度增大参数α逐渐减小，受尿素影响程度相对较大；随着尿素浓度增大参数n逐渐增大，θs 和θr 逐渐减小，受尿素影响程度都相对较小。随着尿素浓度的增大，容水度、田间持水量、凋萎系数、全有效水范围梯级减小，持水能力减弱。

水资源承载能力是指某一区域某一时期内水资源系统能够支撑社会经济系统的最大规模。鉴于水资源承载能力评价中各指标属性的不确定性和模糊性，为了提高水资源评价模型评价结果的可靠性，本文提出了一种基于可变模糊集理论的水资源承载能力评估模型。该模型首先将评价指标分为准则层和指标层两个层次，通过层次分析法和熵值法分别确定两个层次的权重，结合可变模糊集理论运用最大贴近度准则对研究区的水资源承载能力进行综合评价。用该模型对宜昌市2009-2014年的水资源承载能力进行计算，结果表明：（1）该模型应用简便，克服了水资源承载能力评价中各指标的不确定性和模糊性问题，得出的结果更为可靠；（2）在目前的经济技术水平和发展趋势下，宜昌市水资源承载能力处于较强的水平，能够满足社会经济发展需求。

为科学探讨降雨变化特征，论文基于广西桂林市64年降雨数据，采用相对变率、集中度和集中期分析月尺度降雨的稳定性和年内分布特征，采用线性趋势、Mann-kendall、和Morlet小波等分析4季降雨的趋势、突变及周期特征，采用相关函数法对未来降雨变化情况进行预估。结果表明：各月降雨相对变率较大，最大值达71.34%，月降雨序列不稳定，降雨集中度处于0.17~0.63之间，6月份为降雨主要集中期；春秋两季降雨呈现下降趋势，而夏冬两季则呈现上升趋势，4季降雨均于20世纪80~90年代发生突变，其中冬季降雨序列突变时间较早为1980年前后，秋季则较晚为1990年前后，4季降雨均呈现多尺度相互嵌套的周期特征，其中夏冬两季主周期较春秋两季短；预估未来降雨特征与现状相似，即降雨特征具有持续性。

合理的烤烟水氮协作方案是改变烟区传统水肥管理模式、节约水肥资源、提高烟叶产量和品质的重要途 径。针对主要烟区灌溉量与施氮量不协调的问题，以烤烟‘K326’为试材，设计不同灌溉量( 600，800，1 000 mm) 和施 氮量( 0，90，120 kg / hm2 ) 处理，并对不同水氮协作处理下烤烟的农艺性状、光合特性和干物质累积进行观测和分析。 结果表明: 800 mm 灌溉量与 120 kg / hm2 施氮量处理烤烟单株叶面积最大，且植株总干物质累积量和叶片干物质累积 量均处于最高水平，分别达到 328．6 和 163．1 g /株。作物生长模型能较好地模拟烤烟水氮协作下叶面积指数的动态变 化，相关系数达到 0．987 5 ～ 0．998 1。另外，高水高氮处理下烤烟贪青晚熟，不利于烟叶的分层落黄。

摘要：针对我国水资源短缺及稻田土壤氮磷流失严重的问题，设计浅水勤灌、浅湿灌溉、湿润灌溉、控制灌溉、蓄水控灌、深水淹灌六种水稻灌溉模式，分析了各模式下不同土层（0-10，10-20 和20-40 cm）土壤速效氮及速效磷含量，以提高耕层土壤供氮和供磷能力为目标，引入熵权系数模型，对不同灌溉模式进行评价和优选。结果表明，上述六种灌溉模式的熵权系数评价值依次为0.60、0.62、0.66、0.84、0.94、0.72。熵权系数评价值越高，表明该灌溉模式下土壤速效氮磷储量越大。鉴此，六种灌溉模式中，蓄水控灌存储土壤中速效氮磷的效果最优，控制灌溉次之，浅水勤灌相对较差。

为了探索冬马铃薯水肥一体化的优化施肥方案，在膜下滴灌条件下，以陆良县多年多点早春马铃薯“3414”试验确定的推荐施肥量为基础，设置5个施肥处理进行田间小区试验，研究了不同施肥处理对冬马铃薯生长和产量的影响。结果表明：在膜下滴灌及肥料相同用量条件下，与常规施肥处理（T1）相比,采用滴灌施肥的T2、T3、T4和T5处理马铃薯生育期提前、出苗率高、长势好、单株结薯数和单株薯重高，增产增效明显。其中以配方肥70%做基肥+苗期滴单质肥料15%+现蕾期滴单质肥料15%和配方肥50%做基肥+苗期滴水溶肥25%+现蕾期滴水溶肥25%处理效果最好，比常规施肥处理出苗率提高了1.5%～4.7%、单株结薯数增加了0.7 个以上、单株薯重显著增加了33.6～47.3 g、商品薯率提高了0.2%～0.5%，同时在产量上与常规施肥处理之间有极显著差异，分别显著增产10.7%和9.3%，增效15.6%和9.7%。在实际生产中，可以优先选择应用这两种施肥方式。

针对传统果园灌溉自动控制系统的通信方式中存在的问题，以ST7540芯片为核心设计了电力线载波通信模块，以STM32F103芯片作为总控制器节点主控芯片，以STM8S103作为传感器节点和水泵控制节点的主控芯片，提出一种将果园灌溉自动控制系统中电磁阀的电源线和控制信号线合二为一的方案，研究了基于低压电力线载波通信的灌溉智能控制系统，解决了传统控制灌溉控制系统中，电磁阀的电源线和控制线重复布线及无线灌溉控制系统中信号的稳定问题，提高通信可靠性、节省了田间电缆，降低了后期维护的复杂性。在长度100m，截面积0.5mm2的双绞线上进行试验，传输速率达4,800bps，误码率低于0.1%，在华南农业大学山地荔枝园的试验中，实现了高可靠性的荔枝园分区轮灌，将工业中常用的电力线载波通信技术应用于农业自动控制系统中，有广阔的应用前景。

种粮大户的灌溉方式对粮食生产技术效率的提高具有重要作用。本文依据535个种粮大户的调查数据，运用非参数共同前沿方法和DEA模型测算了共同前沿和群组前沿下种粮大户的技术效率，运用技术缺口比率（TGR）分析了不同灌溉方式下种粮大户间的生产技术差距。结果表明：种粮大户的技术效率整体不高；共同前沿下，不同群组种粮大户的技术效率水平由高到低依次为：节水灌溉、传统灌溉和不灌溉。群组前沿下，三个群组的技术效率值均高于共同前沿下的技术效率值，群组前沿下的效率值被高估了；采用不同灌溉方式的三个群组间种粮大户的生产技术存在显著差距。

为了测算咸阳市近几年的农田灌溉水有效利用系数，为区域水资源规划利用和发 展高效节水提供理论和技术支撑，本文采用首尾测算法对咸阳市 2015-2017 年农田灌 溉水有效利用系数进行计算，并采用分段首尾法复核计算结果，分析了农田灌溉水有 效利用系数的影响因素。得到以下结论： （1）咸阳市选取了 47 个样点灌区，其中大型灌区 3 个，中型灌区 11 个，小型灌 区 8 个，纯井灌区 25 个。经过计算，咸阳市 2015、2016、2017 年的综合农田灌溉水 有效利用系数分别为 0.5768、0.5770、0.5784。2017 年比 2016 年和 2015 年分别提高了 0.24%和 0.27%。说明咸阳市 3 年内在一系列节水措施的实施之后，农田灌溉水有效利 用系数整体呈现出逐年上升的趋势。 （2）咸阳市不同类型灌区的农田灌溉水有效利用系数呈现出的关系是：大型灌区 ＜中型灌区＜小型灌区＜纯井灌区，而提水型灌区＞自流引水灌区。采用分段首尾法 计算的农田灌溉水有效利用系数均高于首尾测算法，大型灌区和中型灌区采用两种方 法计算的结果差异较大，小型灌区采用两种方法计算的结果差异较小。 （3）通过分析得出农田灌溉水有效利用系数的影响因素有：防渗渠道长度、渠道 衬砌率、节水灌溉工程面积、灌区规模、灌区管理水平、灌溉制度、土壤墒情以及降 雨量，而作物灌溉制度、防渗渠道长度、渠道衬砌率和节水灌溉工程面积对农田灌溉 水有效利用系数的影响较大；不同土壤的灌区农田灌溉水有效利用系数的关系是：壤 土＞粘质土＞砂土；农田灌溉水有效利用系数和降雨量呈现正相关的关系，在一定范 围内，降雨量越大，农田灌溉水有效利用系数也就越大。通过计算，非充分灌溉制度 下的田间灌溉水有效利用系数为 0.941，显著高于整个泾惠渠灌区的田间灌溉水有效利 用系数 4.19%，也显著高于咸阳市纯井灌区土质渠道地面灌溉的田间灌溉水有效利用 系数 1.94%，可见非充分灌溉制度除了起到节约水量，达到节水、高产的作用，还有 利于提高农田灌溉水有效利用系数。

本文通过不同地下水埋深对作物产量影响的试验，得到阜阳地区三种主要农作物在两种耕作土上的适宜地下水埋深及最优埋深，在无降水、干旱、灌溉及施肥等条件干扰下，亚粘土耕作时，小麦、大豆、玉米适宜的地下水埋深分别为0.6～1.5m、0.4～1.0m、0.4～1.0m，最优地下水埋深分别为0.8m、1m、1.5m；亚砂土种植条件下小麦、大豆、玉米适宜地下水埋深分别为0.4～1.5m、0.6～1.5m、1.5～2m，最优埋深分别为1.0m、1.5m、1.8m。在此结论的基础上，结合野外调查、实测等手段，获得阜阳地区地下水位埋深数据，研究了阜阳地区地下水埋深分布及其对灌溉的影响，并提出自然条件下不同农作物灌溉分区，为该地区节约地下水资源、科学灌溉，促进国家高标准农田高产高效等提供科学依据。

以杨凌地区粘壤土为研究对象，用无人机搭载多光谱相机采集土壤六个波段的光谱信息，探索一种快速监测土壤含水率的方法。试验通过相关系数法筛选光谱对于不同深度土壤水分的敏感波段，然后使用单一敏感波段处的光谱数据建立不同的一元回归模型并分析其定量关系。试验结果表明，一元二次回归模型的拟合效果最好，一元对数回归模型次之。其中，对于表层（约1cm）土壤含水率的反演，模型拟合度均在0.81以上，预测相关系数均在0.92以上，预测均方根误差均在0.10以内，因此通过采集粘壤土反射率来推算表层土壤含水率是可行的。但随着深度增加，模型拟合效果急剧变差。该研究为利用无人机多光谱遥感对表层土壤含水率的快速、准确监测提供了一条新途径。

可交易水权转让价格农业是在农业节水投入与农业用水水权价格的基础上由市场供求关系决定的。农业高效节水是获得农业灌溉节余水量的重要途径，农业灌溉用水使用权价格是影响农业用水向用水效益高的行业部门转移的关键，水权价格在农业可交易水权转让过程中具有杠杆作用，合理的价格杠杆能够更有效的配置水资源，提升行业用水效率与效益。本文在梳理国内外学者对水权流转价格构成研究的基础上，建立农业可交易水权转让价格模型，讨论价格杠杆的作用条件，分析农业水权转让价格对农业灌溉用水使用权向其他用水行业转让的激励及推动作用。

为探索获取土壤水分特征曲线模型参数新途径，以山西省黄土高原区农耕土壤为试验材料，进行了系列土壤水分特征曲线试验，拟合得到了Gardner模型参数a和b，同时测定了土壤基本理化参数，建立了由Gardner模型参数a、b和土壤基本理化参数组成的数据样本。采用灰色关联理论，分析了土壤各基本理化参数与Gardner模型参数之间的关联度，基于支持向量机理论建立了以关联度较大的土壤容重、黏粒含量、粉粒含量、有机质含量、全盐量为输入因子，以Gardner模型参数a和b为输出因子的预报模型。研究表明：以土壤容重、黏粒含量、粉粒含量、有机质含量、全盐量为输入因子，对Gardner模型参数a与b进行预报是可行的，参数a、b的实测值与预测值之间相对误差的平均值分别为3.96%、4.68%，吻合度高，预测效果好。该研究结果可为获取土壤水分特征曲线模型参数提供技术手段，同时可促进土壤传输函数理论的发展。