连续两年在遮雨条件下，研究了不同程度干旱对夏玉米不同生育期地上部生长和根系分布的影响，结果表明：夏玉米产量对干旱最敏感，其次是叶面积、株高和根系数量，作物茎粗对干旱不敏感。连续干旱不超过12天有利于作物生长，否则不利于作物生长。该区夏玉米生长前期遇到干旱较前后期干旱的减产风险更大，而作物根系响应可能是干旱减产的原因之一。调整作物种植时间和促进根系下扎将是缓解该区季节性干旱危害的有效措施。

在广西山区选择砂土、壤土和粘土等三种典型土壤，并开展滴灌在这三种土壤条件下的土壤水分运移规律研究。试验结果表明：①在地埋粘土、壤土和砂土以及0.10MPa工作压力条件下，滴灌管的单米流量为4.17L/h、5.92L/h和6.10L/h，为地表自由出流的67.58%、95.05%和98.87%；②滴灌在粘土的水分运移形状基本为圆形，在砂土和壤土的湿润形状为上小下大的椭圆形；；③同等条件下，水分在砂土的水平和垂直向下运移速率最大，壤土次之，粘土最小；④在土箱相同位置，粘土的土壤含水率最大，壤土次之，砂土最小；⑤根据滴灌的土壤水分运移规律，提出滴灌管在广西山区砂土、壤土和粘土的适宜埋深分别为10cm、15cm和20cm；⑥滴灌应用在山区条播作物时，在粘土、壤土、砂土的适宜滴孔间距应为35cm、30cm和25cm。

将微润灌溉技术应用于大棚种植试验中，设置了五种不同的处理来探究微润灌溉条件下微润管埋深与压力水头对小葱株高、产量以及土壤水分分布的影响。其中，常规浇灌作为对照，当作一组处理。结果表明：在小葱生长期内，各处理日均用水量和株高随生育期的进行先增大后减小；微润管埋深对土壤水分分布影响较大，而压力水头对水分分布影响较小；微润管的埋深和压力水头对小葱生长、产量有较大的影响，且埋深比水头对小葱生长状况的影响更为明显；微润管埋深为4cm的处理在长势与产量方面大于埋深为7cm的；微润灌溉条件下，小葱的长势与产量较优于常规浇灌；微润灌溉较常规浇灌略微节水。

为探究微纳米气泡增氧灌溉技术对水稻节水增产的综合影响，以陆两优 996 和天优华占为双季早、晚稻 试验材料，研究了不同施氮水平下微纳米气泡增氧灌溉对双季稻需水特性、产量及产量构成因素的影响。结果表明， 微纳米气泡增氧灌溉处理的灌水量、排水量和耗水量均低于常规水灌溉处理，早、晚稻水分利用效率( 耗水量) 分别提 高 7．78%和 8．37%，降雨利用效率分别提高 6．03%和 24．58%，产量分别提高 4．05%和 3．35%。同时，微纳米气泡增氧灌 溉具有良好的节肥效果。

通过三种不同灌水处理玉米膜下滴灌大田试验，对土壤密实度与含水率的九次监测数据进行统计分析和曲线拟合，揭示了玉米全生育期农田表层土壤密实度随时间的变化过程，分析了土壤密实度与含水率间的数量关系。结果表明：①灌水过程对土壤密实度影响较大，灌水后表层土壤密实度明显增大；②土壤密实度不随灌水定额增大而增大（或减小）；③表层土壤密实度与含水率之间存在一定的二次函数关系，且相关系数在0.89～0.93之间。因此，进一步深度分析研究土壤密实度随时间和含水率的变化特征，这将对农田合理精准灌溉和防治土壤板结具有重要意义。

泾惠渠灌区中畦田规格层次不齐，灌区由于畦田过长而造成的灌溉水量浪费屡见不鲜，不仅没有形成高产而且极大的造成了水资源的浪费。通过大田与小区试验相结合，以当地农民习惯的灌溉方式为对照，设置三个灌溉畦长处理（80m、120m、240m），每个处理设置三次重复，改水成数为八成。研究了灌溉畦长对夏玉米在生育期内的耗水特性和产量的影响，土壤水分分布与产量及其构成因素的关系等问题,选择出兼顾节水高产可行的最优畦长。研究结果表明：在生育期灌水后，80m和120m处理畦长内畦首、畦中和畦尾的土壤相对含水率较为均匀无显著差异，240m处理畦长畦首、畦中和畦尾的土壤相对含水率产生显著性差异；80m和120m处理夏玉米在畦首、畦中和畦尾含量较为平均且无显著差异，240m畦长处理差异较为显著，且80m畦长处理产量分布最为平均、平均水分利用效率最高产量为10218.39kg?hm^(-2)，水分利用效率为25.12 kg?hm^(-2)?mm^(-1)。综合夏玉米产量及其分布、水分利用效率等因素，在泾惠渠灌区80m的灌溉畦长是兼顾节水高产的最适宜畦长，该结论以期为泾惠渠灌区大田作物高产节水提供一定理论依据。

针对阿拉善沙漠绿洲区干旱缺水、农业种植结构单一和土壤质地复杂多变问题，于2013年和2014年进行了滴灌条件下不同灌溉定额和土壤质地的玉米、谷子和油葵种植试验，并依据土壤生产力指数（PI）对种植结构进行了优化。研究结果表明：（1）均质砂壤土区玉米、谷子和油葵的生产力指数依次为为0.833、0.8281、0.8251，非均质土区玉米、谷子、油葵的生产力指数依次为0.7293、0.7679、0.8091；（2）低灌溉定额水平条件下粮食总产量提高2.8%，总净效益提高7.7元/ha，高灌溉定额水平条件下粮食总产量可提高0.93%。总净效益提高249.84元/ha。可见由于土壤质地的差异导致土壤理化性质和水力特性不同，进而影响作物的产量。通过优化种植结构，可以明显提高粮食总产量和总净效益。

在田间试验条件下，选用农大5号为试供材料，以当地不灌水栽培的欧李为对照，研究了不同灌水量对压砂地欧李光合作用和产量的影响。结果表明：在不同灌水量处理条件下，欧李叶片气孔导度、蒸腾速率、光合速率和水分利用效率日变化均呈现典型的“双峰曲线”趋势，存在“午休”现象。欧李的光合作用和产量均随灌水量的增加而增加，处理1（30m3/667m2）和处理2（15m3/667m2）的净光合速率峰值比对照（不灌水）分别增加9.77%和3.50%；叶片水分生产效率峰值分别比对照增加5.28%和2.13%；产量分别比对照增加19.83%和6.96%。因此，在2015年现有降雨量和给定的灌水条件下，处理1（30m3/667m2）为压砂地欧李较佳的灌溉定额。

针对目前处理地表水中污物难的问题，提出了微压过滤冲洗池，并进行了动水试验。试验结果表明：微压过滤冲洗池可以处理泥沙、锯末、树叶、草籽等污物；当含沙量范围为3.1~3.6 kg/m3、13.9~14.4 kg/m3及20.6~21.1kg/m3时，微压过滤冲洗池的过滤时间分别达到420、60、10min时开始排污；微压过滤冲洗池的泥沙去除率在80%以上，泥沙粒径范围为0.15~1mm时，级效率达到100%，中值粒径D50由0.23mm变为0.058mm左右，粗端粒径D98由0.97mm变为0.13mm左右，从泥沙去除率、级效率、过滤前后的泥沙粒径变化可知，微压过滤冲洗池的污物处理能力很高，过滤后的水满足灌溉需水和水质要求；水箱中的水深随过滤时间的变化规律包含3个阶段，即水深恒定、水深快速增加和水深急速增加阶段。并在试验结果的基础上，对过滤网不易堵塞的机理进行了初步分析。

以马铃薯品种“克新 1 号”为试材，以不施用保水剂为对照，施用不同用量( 40、55、70、85 kg /hm2 ) 保水剂， 分析了保水剂用量对马铃薯不同生育时期土壤含水量、形态特征、生理特性及产量、商品率和水分利用效率的影响。 结果表明: 施用保水剂提高了 0～ 80 cm 土层土壤含水量，且随保水剂用量的增加而增加; 保水剂用量为 55、70 kg /hm2 时可显著降低马铃薯生长期叶片脯氨酸含量的积累且促进叶片叶绿素含量的增加; 施用保水剂可促进马铃薯各生育 期的株高、株幅、产量、生物量、商品率和水分利用效率，且随着保水剂用量的增加先增增后降低，当保水剂用量为 55 kg /hm2 时，马铃薯产量、商品率、生物量和水分利用效率最高，分别比对照高 13．77%、24．63%、13．77%、和 18．68%。说 明保水剂施用量为 55 kg /hm2 时马铃薯生长及节水抗旱效果最佳。

通过研究体系温度对蓄水坑灌施条件下土壤水分及氮素运移转化的影响，明确蓄水坑灌土壤水氮时空分布特征，探究土壤水氮运移迁移转化机理，以期为水肥合理灌施提供理论基础。本研究通过模拟构建蓄水坑灌模型，以大型控温箱精确控制土壤温度，采用克里克空间插值法分析了蓄水坑灌条件不同体系温度下的水分、硝态氮、铵态氮时空分布特征，结果显示7h左右土壤水分、养分完成入渗进入再分布阶段，土壤水分随着时间的推移其垂向和径向迁移距离均逐渐增大，同一时刻，温度越高其横向与径向迁移距离越大，且靠近蓄水坑壁区域的土壤含水率相对越低；土壤中铵态氮含量在不同温度下随时间推移均呈现先增后减的现象，低温下第15天时土壤养分再分布核心区出现下降趋势，中、高温第10天时已出现下降趋势，且其迁移距离远低于水分、硝态氮的迁移距离；土壤中硝态氮含量在10℃下第10天时出现增高现象，而20℃、25℃、35℃下第5天时已出现增高现象，由蓄水坑周边至湿润体边缘呈现“低-高-低”的分布态势。表明再分布阶段温度升高能提高水分的再分布速率，提高脲酶活性加快尿素水解转化为铵态氮，同时促进硝化反应进程抑制铵态氮在土壤中的积累，当土壤含水量过高时，会抑制土壤中氮素的硝化作用。

为探索雨养农业区旱地冬小麦高效生产模式，通过2个生长季的田间试验重点研究了不同覆盖措施对冬小麦播前及生育期内农田土壤水分状况、作物耗水及水分利用效率的影响。试验结果表明，不同覆盖措施对于播前农田墒情以及作物耗水、产量和水分利用效率影响显著，与对照相比，地膜覆盖和秸秆覆盖处理播前土壤贮水量提高了24.41%~34.62%和14.27%~19.99%；田间耗水量增加了35.90%~44.56%和20.86%~23.65%；实收籽粒产量分别提高了33.13%~35.10%和18.46%~27.88%；有效自然降水利用效率分别增加了0.30~0.35 kg/m3和0.17~0.28 kg/m3。

残膜污染严重制约了西松辽地区节水农业的可持续发展，为探究寒旱区不同秸秆覆盖量对滴灌玉米土壤热环境、生长以及水分利用效率的影响，确定西松辽平原滴灌玉米适宜的秸秆覆盖量。试验以无覆盖为对照，设置M1.20（秸秆覆盖量12000kg?hm-2）、M0.85（秸秆覆盖量8500kg?hm-2）、M0.50（秸秆覆盖量5000kg?hm-2）和地膜覆盖4个处理进行对比研究。结果表明：滴灌玉米秸秆覆盖量达到8500 kg?hm-2在播期可以达到与地膜覆盖相近的播层热环境，有利于种子的萌发，且其经济产量较地膜覆盖差异不显著（p＞0.05）。各秸秆覆盖处理对株高的影响在苗期最为显著，表现为随着秸秆覆盖量的增加而增加，这是由于较高的秸秆覆盖量处理可提前玉米出苗时间。秸秆覆盖量达到8500 kg?hm-2处理在生殖生长阶段LAI不会显著低于地膜覆盖，且在生长后期处理M0.85 保持了较大的LAI，而且 LAI下降速率较处理PM、M1.20显著（p＜0.05）减缓了23.6%、21.3%，冠层叶片衰退的时间滞后于处理PM、M1.20，在生长后期保持了较高的光合面积，延长了光合作用的时间，具有一定的后效性。研究表明，西松辽平原滴灌玉米8500kg?hm-2秸秆覆盖量可作为替换地膜覆盖的材料。

为了研究干旱半干旱地区土壤剖面深层水分对冬小麦根系生长及抗旱性的影响，采用PVC管土柱法进行冬小麦生长水分调控试验，设计了四个处理，即处理Ⅰ为地面灌溉、处理Ⅱ为计划湿润层取根系分布深度的60%、处理Ⅲ为计划湿润层取根系分布深度的75%、处理Ⅳ为计划湿润层取根系分布深度的90%，测定了冬小麦各生育期根系形态指标和地上部分植株体干重的变化，结果表明：灌水总量一定，改变灌水方式、考虑计划湿润层的深层灌溉，能够促进冬小麦根系深扎，至成熟期，处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的根长比处理Ⅰ长27-37cm，总根干重均增加，但根冠比减小，产量增加。适宜的根冠比能更好地协调冬小麦地上部分与地下部分之间生长关系，提高抗旱能力。本试验条件下处理Ⅱ和处理Ⅲ是冬小麦根冠层生长协调、提高抗旱能力较适宜的灌溉方案，可为我国北方地区冬小麦节水灌溉提供参考。

水资源短缺一直是影响工、农业阔步发展的主要因素。合理利用微咸水及咸水是解决现阶段工、农业用水短缺的重要举措。通过模拟试验，研究了不同浓度梯度的NaCl盐水经材料处理后对盐基离子的吸附、脱附效果。研究结果表明，恒温震荡吸附后，盐水中Na+含量有所下降。综合效果最好的材料是活性炭类（YK、GK），吸附率最高达40.28%，对应脱附率为6.52%；其次是树脂类（H、HBYX），吸附率最高为32.96%，脱附率为9.61%。

灰水足迹是可以量化水污染的指标，在计算山东省灰水足迹和分析水质污染程度的基础上，基于ESDA研究各市灰水足迹强度的全局、局部空间自相关性，构建灰水足迹强度的空间集聚图，衡量经济增长下的水环境负效应。研究表明：2001-2014年山东省各市的灰水足迹总体上呈现下降趋势，水污染压力逐年降低；山东省各市灰水足迹承载指数偏大，说明水质污染严重，并且区域间的污染程度差异大；山东省各市的灰水足迹强度不断下降，说明经济发展对水污染的影响减小，水环境负效应减轻；山东省灰水足迹强度具有不断增强的全局自相关性，各个市出现集聚现象，不同地市的集聚分布也日益明显；山东省西部地区稳定属于高高集聚，低低集聚主要分布在东部地区，并不断向外扩展。研究结果为政府部门评价水污染状况、制定有关水污染控制和水生态文明防护的政策提供依据。

农业是新疆的支柱产业，棉花、小麦、玉米作为新疆的主要农作物，既是促进农业节水的重要切入点，又是农业生产与农民增收的重要经济纽带，其种植结构合理与否关系到新疆水资源利用效率的高低。本文通过对新疆各地区水资源利用结构偏差值的计算，分析新疆各地区的农业用水效率，并计算棉花、玉米、小麦种植面积变化对新疆各地区水资源利用结构偏差的影响，在此基础上，深入分析当前新疆农业种植结构与农业节水效率之间的关系，为今后优化配置新疆水资源提供一定依据。

为了评价宝鸡地区近年来的水资源承载力状况，指导该地区水资源的可持续开发利用，将投影寻踪法和 物元可拓理论进行结合，建立水资源承载力物元可拓模型，利用投影寻踪法计算指标权重，消除主观判断对评价结果 造成的偏差。选取 4 个年份作为水平年序列对宝鸡地区水资源承载力进行评价，采用局部灵敏度分析方法对评价结 果进行了准确性验证。结果显示: 宝鸡地区 2000 年水资源承载力处于强无压力状态向平衡状态过渡的阶段( Ⅱ级) ， 2005 和 2015 年处于平衡状态( Ⅲ级) ，2010 年处于弱压力转态( Ⅳ级) 。随着经济社会的进一步发展，应结合水资源 承载力评价结果，制定科学合理的水资源利用方案，促进水资源与经济社会协调健康发展。

新疆农业用水占到全社会用水量的95%，面对水资源的紧缺，大力发展节水灌溉至关重要。棉花作为新疆种植面积最大的农作物有义务承担节水灌溉的重任。从棉花支持政策入手，运用最小二乘法，分析棉花支持政策对新疆节水灌溉发展的影响，结果发现财政支农投入和信贷支农投入的增加都对新疆节水灌溉发展有一定的促进作用。因此提出加大财政支农和信贷支农的相关对策，以加快新疆节水灌溉发展。

优化水稻灌溉制度是解决粮食安全与水资源短缺两大紧迫问题的关键。从水稻灌溉制度评价方法研究出发，针对传统的水稻灌溉制度评价中指标权重赋值客观性差的问题，提出了基于粒子群优化投影寻踪模型的水稻灌溉制度评价方法，该方法通过对水稻主要生育阶段的多个状态变量建立投影寻踪模型并优化投影方向，从而根据状态变量在最佳投影方向线型投影得到的投影值大小进行水稻灌溉制度的综合评价，避免了专家赋权的人为干扰。本文选取水稻分蘖及灌浆两个重要生育阶段，分别建立模型并对四种灌溉模式进行综合评价，其评判结果与实际相符，验证了该方法的准确性与可行性。

过滤器是滴灌系统中最核心的设备，其中网式过滤器以其良好的过滤性能保障了滴灌系统的正常运行，在我国新疆等西北地区农业滴灌系统中应用最广泛。但其应用过程中也存在滤网清洗不彻底以及堵塞的问题，为此，本文在对网式过滤器滤网堵塞成因及机理进行全面论述基础上，分别从水源水质、不同滤网类型、反清洗设计问题以及水肥一体化对滤网的化学影响等方面对滤网堵塞成因进行了详细的分析，并提出相应对策；这为今后深入研究滤网堵塞机理、解决滤网堵塞问题提供一种思路，为进一步研制更适用西北地区的农业滴灌过滤设备提供理论依据。

农业水价改革是黄淮海平原地下水压采的重要措施之一。基于河北省地下水超采综合治理区的实地调研，运用交叉分析法和二元Logistic模型分析了农业水价改革情景中农户节水意愿的影响因素。调查结果显示75.32%的农户在农业水价改革情景中没有节水意愿。研究结果表明年龄越大、家中有耕地参加休养生息政策的农户，在农业水价改革情景中的节水意愿越强；农户认为冬小麦春灌节水会导致小麦减产的程度越高，节水意愿越弱。因此得出推广农作物抗旱育种技术以及促进田间灌溉技术升级、加强农业节水宣传和培训、设计并实施系统和综合的农业水价改革三点政策含义。

基于实时气象信息的灌溉决策支持系统，是利用实时的气象信息结合灌溉预报模型，实现灌溉管理的自动化、智能化。详细介绍了基于实时气象信息的灌溉决策支持系统主要的数学模型、系统结构及功能。与现有的灌溉管理系统相比本系统在改进了灌溉计划的制定流程、增加了实时气象预报的灌溉计划修正功能，并提供智能的人工干预功能；此外，结合数据分析技术和灌溉管理的实际特点，利用回归分析方法解决由于极端天气或数据采集过程中引起的数据缺失及错误问题，提供灌溉决策的准确性。实际应用表明，本系统具有较高的实用性和准确性，为灌区灌溉管理提供了科学手段及依据。

为了解决日光温室基质袋培番茄精准灌溉的问题，设计了日光温室基质袋培番茄灌溉监控系统。该系统利用数据采集器获取日光温室相关的环境因子，结合番茄生长和水分吸收模型计算灌溉量，并通过灌溉控制器控制电磁阀开闭时间的长短进行灌溉。实验结果表明该系统稳定可靠，与传统的人工灌溉模式相比，使番茄增产17.9%，节水35.4%，因此适合用于日光温室基质袋培番茄的精准灌溉。

为了对平移式喷灌机供水明渠底坡采用顺坡和平坡设计进行比较，提供了常用平移式喷灌机供水明渠的流量和渠长范围，结合平移式喷灌机对其供水明渠水面线的具体要求，采用分段试算法计算当明渠流量分别为0.10、0.15、0.20、0.25和0.30 m3/s，渠长分别为3000 m和4500 m，明渠底坡分别为0.0001和0时的水面线。结果显示当明渠流量分别为0.10、0.15和0.20 m3/s时，明渠底坡为0的设计较优；当明渠流量分别为0.25和0.30 m3/s时，明渠底坡为0.0001的设计较优。结果表明当明渠流量不大于0.20 m3/s、渠长不大于4500 m时，平移式喷灌机供水明渠宜采用平底坡设计；当明渠流量大于0.20 m3/s时，还应根据具体的流量、渠长和粗糙系数对渠高和底坡进行设计。

为提高灌溉水利用率，实现节水灌溉自动化，利用网关将田间温湿度传感器采集的土壤含水率信息通过zigbee无线网络传送给控制中心，控制中心处理信息并发送指令，实现了水资源管理的远程监控管理。整个体系采用TCC控制模式下的一体化测控闸门与自动化灌溉系统相耦合并结合监控系统，利用反馈和前馈控制循环技术，精确实现一体化闸门的联合调度，做到了给作物按时、按需、按量灌溉，实现了精准化，减少了深层渗漏损失，节约了水资源。