为探讨基肥施用方式和灌水量对土壤水分及作物生长状况的影响，进行了夏玉米大田试验，设置2种基肥施用方式：耕后施肥（A方式）和耕前施肥（B方式），3个灌水量水平45、60和75 mm，测定了夏玉米各生育期的质量土壤含水量、生长因子和产量。结果表明：①不同灌水量的剖面含水量分布曲线在不同生育期内变化相似，在整个生育期内从拔节期到大喇叭口期分3个阶段，土壤水分呈现明显变化；②基肥施用方式和灌水量对土壤含水量分布均有影响，但基肥施用方式对土壤含水量的影响小于灌水量对土壤含水量的影响；③灌水量越大，玉米耗水量越大，耗水量的差异主要来自玉米前期的土壤蒸发，收获时灌水量大的处理土壤储水量越大；④与耕前施肥相比，耕后施肥处理在玉米的穗长、穗重、穗粗和百粒重方面均有所增加，但灌水量对玉米产量影响大于施肥方式对产量影响。由以上可知，施肥方式和灌水量决定玉米产量，耕后施肥和增加灌水量对玉米产量影响最大，以期为玉米提高产量提供范例。

为探究拔节期不同亏水-复水模式对冬小麦生长、生理及产量的影响，设置了拔节期不同程度土壤含水率和亏水时长，土壤含水率分别为Y1(55%~65%）θ_f 、Y2（65%~75%）θ_f 、Y3（75%~85%）θ_f （θ_f 为田间持水量），亏水时长均为7 d，然后复水，另设全生育期充分灌水对照处理CK（85%~100%）θ_f，每个处理重复3次。复水7天后测定各处理冬小麦株高、叶绿素、净光合速率、荧光参数、产量及水分利用效率。结果表明： Y1、Y2、Y3各处理亏水7 d然后复水7 d后，与对照组CK相比，冬小麦株高分别提高了2.38%、9.52%、12.70%，叶绿素（SPAD）分别增长了0.67%、2.51%、3.85%，净光合速率分别降低了19.32%、14.02%、11.74%，Fv/Fm分别降低了9.64%、8.43%、6.02%，Fv/F ₀分别降低了9.00%、5.91%、4.63%，发现亏水-复水处理后的冬小麦表现出明显的生长补偿效应；纵向和自身相比，较亏水7 d刚结束时株高、叶绿素（SPAD）、净光合速率、Fv/Fm和Fv/F ₀分别提高了22.86%、25.96%、26.87%，17.46%、19.23%、21.73%，7.04%、6.61%、6.44% ，16.30%、16.87%、16.84%，12.20%、11.67%、11.88%。最终产量结果为：Y1、Y2、Y3各处理比CK分别低18.84%、5.58%、0.79%，Y3处理的产量相较于Y1与Y2处理分别高22.24%与5.08%。Y3处理的水分利用效率值最大，分别较Y1、Y2、CK处理提高了8.29%、0.55%、2.77%。Y3为节水稳产适宜亏水模式。

土壤含水量传感器数值测定的准确性是其应用于精准灌溉实现农业节水的前提，然而土壤温度的变化对土壤含水量传感器数值采集的偏差具有显著影响。研究的目的在于分析不同土壤温度对土壤含水量传感器测定影响，进一步提出基于XGBoost（eXtreme Gradient Boosting）的土壤含水量传感器温度补偿模型，并验证和对比其预测精度。研究中分别配制土壤含水量为10%、15%、20%、25%、35%的12组梯度湿土土样基准，记录传感器在各土样中0~45 ℃温度变化过程的读数，并将数据集划分后用于模型训练和测试。结果表明：同一土样基准中土壤含水量传感器读数随着土壤温度的升高而增加，各土样基准类别传感器读数最大值与最小值的变幅为[3.6%，7.9%]，平均读数变幅为6.25%；所提出的XGBoost土壤含水量温度校正模型能够实现对传感器土壤含水量温度影响的补偿，对测试集的均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和决定系数（R ²）分别为0.013%、0.825%、1.165%和0.973。此外，与其他基于树和常用的机器学习模型对比结果显示研究提出的XGBoost温度校正模型具有最佳预测精度。

为了应对水资源紧缺对水稻生产的威胁，自20世纪80年代以来，国内外水稻科技工作者对水稻节水灌溉技术或模式进行了大量的研究，但缺少系统地比较以及根据不同区域实际田间情况进行节水效果的评价梳理。本文采用文献数据分析的方法，综述了几种常见的水稻节水灌溉技术模式，比较了不同技术模式在节水和增产效果上的差异及其优、缺点。结果表明，“浅湿晒灌溉”的增产效果较好，但对田块的要求较高，并且难以确定灌溉定额；“间歇灌溉”的节水效果较好，但操作复杂，推广性差；“控制灌溉”能提高水稻的抗逆性，但没有统一的灌水指标；“适雨灌溉”节水效果较好，但增产效果一般；“滴灌”能提高水肥利用率，但可能会导致产量降低。综合来看，“滴灌”和“控制灌溉”适合在北方稻区推广，“蓄雨型灌溉”技术具有较大的节水和增产潜力，适合在南方稻区推广。

为风沙土地区精准、高效地实施玉米膜下滴灌施肥管理提供科学依据。以玉米为供试作物，进行田间试验。在推荐施氮量300 kg/hm²下，设置5个不同时期氮肥配比，分别为常规施肥（F1：基肥、拔节肥质量比为1∶2），兼顾拔节和粒肥（F2：基肥、拔节肥、粒肥质量比为1∶1∶1），均匀施肥（F3：基肥、苗期肥、拔节肥、穗肥、粒肥质量比为2∶1∶1∶1∶1），重拔节肥（F4：基肥、拔节肥、穗肥、粒肥质量比为2∶2∶1∶1），攻粒肥（F5：基肥、拔节肥、穗肥、粒肥质量比为2∶1∶1∶2）。分析膜下滴灌不同时期氮肥配比对玉米生长指标、干物质质量和产量的影响。F1处理玉米生育期叶绿素含量最高，生育后期茎秆、叶面积指数和叶绿素含量下降幅度最大，F2处理玉米各项生长指标一般，F3处理玉米植株最高，叶面积指数最大，F4处理玉米获得较粗壮的茎秆，F5处理玉米前期株高和叶面积指数较小，后期茎粗和叶面积指数减少最少；拔节期F3处理干物质显著高于F1、F4和F5处理，穗期F2处理穗轴干物质占比最小，灌浆期各处理籽粒占比从大到小依次为F3、F4、F5、F1和F2；F3处理产量和WUE均最高，分别为12.3 t/hm²和2.16 kg/m³。综合考虑玉米生长、干物质质量、产量和水分利用效率，推荐在辽西北风沙土地区玉米滴灌水肥一体化种植模式下均匀施肥为最佳氮肥运筹。

在内陆水体水质遥感监测中，无论采用哪种方法，其模型都具有一定的局限性。不同营养状况的水域，水体光学特性的差异会引起模型适用性不同。目前，大多数学者研究范围主要集中在富营养状态水域，对于中/贫营养状态水域研究较少。为建立适合镜泊湖的叶绿素a水质监测遥感模型，结合2015年9月和2018年7月实测光谱数据，对镜泊湖不同叶绿素a浓度反演模型的精度进行了评价。结果显示，在所构建的8种模型中，三波段模型效果最佳，模型决定系数R ²值为0.79，均方根误差RMSE (Root Mean Square Error)为0.34 μg/L，平均相对误差MAPE (Mean Absolute Percentage Error)为20.6%。在此基础上，通过对比分析不同模型的适用性，得到如下结论：对于叶绿素a浓度跨度较小的镜泊湖水域，半经验半分析模型建模精度优于传统的经验模型；与三波段模型对比，在低叶绿素浓度及低浑浊水体中，增加近红外波段的四波段模型也可能带来一定的不确定性，从而降低反演精度。

为探究智能氮肥（pH响应性控释氮肥）在干湿交替灌溉模式下的适宜性，设置3种程度的干湿交替灌溉W1（灌水下限100%饱和含水率）、W2（灌水下限90%饱和含水率）、W3（灌水下限70%饱和含水率），3种施肥形式智能氮肥(SF)、普通无机氮肥(MF)以及不施氮肥(NF)的桶栽试验，分析其对水稻产量及水分利用效率的影响。结果表明：SF×W1处理下下产量最高，为64.84 g/桶，高出常规氮肥21.8%(W1)、13.9%(W2)。SF×W1处理下水分生产效最高，为3.17 kg/m³，SF×W2处理下灌水生产率最高，为1.20 kg/m³。智能氮肥在与适度干湿交替灌溉结合下，能达到节水、增产的目的，是实现水稻节水、高产、控肥的有效途径。

为探明有利于减少水肥投入和降低养分残留的烤烟育苗方法，在烤烟育苗环节以常规水肥管理（CM）为对照，设置了控水节肥模式一（OM1）和控水节肥模式二（OM2）两种控水节肥育苗措施，考察了两个试验点不同控水节肥措施下的水肥利用、肥料残留和烟苗生长状况。结果表明，与常规对照（CM）相比，控水节肥（OM）处理下烟株出苗率、茎高、全株生物量及水分利用效率均无显著差异（P＞0.05），试验点一和试验点二氮、磷、钾养分残留量分别平均减少52.7%和58.9%、47.8%和60.2%、45.1%和61.5%；与控水节肥模式一（OM1）相比，控水节肥模式二（OM2）耗水量和水分利用效率无显著差异（P＞0.05），试验点一和试验点二氮、磷、钾肥残留量分别减少48.6%和28.1%，42.9%和37.7%，36.3%和41.1%，烟苗茎围分别增加了1.8%和27.0%。控水节肥模式二（控制维持水层深度8 cm和初始氮素浓度50 mg/kg）能够在保障烟苗移栽素质的前提下，减少育苗氮肥投入47.7%，降低苗池水体氮、磷、钾养分残留量，是一种值得推荐的绿色高效育苗水肥管理措施。

渠道输配水过程的精准计量与调控是实现灌区用水总量和定额管理的基础。测控一体化闸门是集流量测量和控制功能于一体的装置，与其相配套的调控技术是实现渠道安全输水、合理配水和精准用水的关键。从闸门水力性能、过闸流量估算、闸群联合调控技术等方面对测控一体化闸门及其调控技术的研究现状进行了总结分析，基于已有研究中存在的技术难点，结合灌区现代化管理需求和信息技术发展趋势，对测控一体化闸门及其调控技术未来的研究重点进行了展望，以期为灌区用水管理相关研究提供参考。

灌区渠道通常进行衬砌以提高渠系输水效率，为了提高灌区渠系水利用状况，研究不同衬砌状况下对渠床防渗效果的影响，确定灌区范围内多种情景下的渠系最佳衬砌方式。以湖北省钟祥市石门水库灌区为研究区，通过现场勘测渠系分布状况，采用以“考斯加科夫渠道渗漏经验公式法”为基础的渠系水利用系数测算软件对研究区的渠系水利用系数进行推算。根据可能存在的衬砌状况，设置了不同的衬砌情景，计算各情景的渠系水利用系数。结果表明：该区现状渠系水利用系数为0.713；若渠道不采取衬砌措施，渠系水利用系数仅为0.604；若全部渠道均设有混凝土衬砌，渠系水利用系数可高达0.969。灌区每立方米混凝土衬砌的年节水量的变化范围是70.47~157.40 m3，平均值为114.10 m3。分析表明，随着渠道衬砌率的提高，各级渠道的渠道水利用系数及渠系水利用系数均近似呈线性增长。在工程量或投资一定的条件下，如果对渠道进行部分衬砌，应优先选择渠道上游位置衬砌；如果对斗渠或农渠只选择某一级衬砌时，应优先衬砌农渠。

探讨作物各器官生长的相关性，对于调节它们之间的相对生长速率，使其向着有利于作物高产的方向发展和提高水肥利用效率具有重要作用。利用天津农学院灌溉试验基地对冬小麦进行了分阶段受旱试验，采用数理统计检验方法，对小麦在水分养分胁迫下各主要器官生长之间的相关性进行了分析。结果表明：①冬小麦返青后，水分、养分胁迫下对冬小麦的茎叶比有影响，对冬小麦的根冠比、茎粒比前期有影响，后期影响较小；②水分、养分胁迫下对冬小麦的根冠比、茎叶比、茎粒比随时间变化显著，地上部分和地下部分、茎和籽粒、茎和叶具有较好的相关性，各处理之间有显著差异；③水分胁迫、养分胁迫、水分养分双重胁迫会导致根冠比、茎叶比明显增大，而茎粒比明显减小。该冬小麦的各器官生长相关性定量关系可用于作物生长模型的改进，提高作物生长模型的机理性。

为了优化水稻田的灌溉与氮肥管理，基于不同灌溉水量与氮肥处理条件，在5块农田中开展了野外裸地氮素运移试验，分析了不同田块地表水与土壤水中三氮浓度随时间的变化规律。结果表明铵态氮（NH₄ ⁺-N）在每次施氮肥后浓度会迅速增高，随后降低；硝态氮（NO₃ ^--N）在施氮肥及减少灌溉量后浓度会有明显的增高，在每次施氮肥后3 d内各田块地表水NO₃ ^--N浓度均低于NH₄ ⁺-N浓度，地表水NO₃ ^--N浓度峰值产生时间也滞后于NH₄ ⁺-N；晒田前，土壤水总氮（TN）与土壤水NH₄ ⁺-N浓度随时间的变化规律相似，NH₄ ⁺-N是TN的主要成分；晒田后，地表水与土壤水TN与NO₃ ^--N浓度随时间的变化规律相似，NO₃ ^--N是TN的主要成分。在田1~田5中，田4的水肥模式（施氮量429.3 kg/hm²，灌溉量8 587.5 m³/ hm²，追肥比6∶4）比较适合当地水稻的生长，不仅节约了资源还降低了对环境的污染。此研究结果可为当地节水灌溉与农业面源污染防治提供参考价值。

针对宁夏中部干旱地区农田土壤生态环境问题，研究了不同水氮处理对马铃薯土壤过氧化氢酶活性和土壤脲酶活性及产量的影响变化规律。研究结果表明：在马铃薯0~20 cm土层中，土壤过氧化氢酶活性和脲酶活性均随马铃薯生育期阶段的推进呈现出先升高后降低的变化趋势；在垂直方向上，随着土层深度的增加，土壤过氧化氢酶活性呈现逐渐降低的变化趋势，而土壤脲酶活性则呈升高的变化趋势；中水中氮（W2N2）有利于增加土壤酶活性，而低水高氮（W1N3）则不利于土壤酶活性的提高；中水中氮（W2N2）处理的马铃薯产量和商品薯率最高，分别为53 698.95 kg/hm²和96.4%；0~20 cm土层土壤过氧化氢酶活性与马铃薯产量呈极显著正相关，0~20 cm和20~40 cm土层土壤脲酶活性与马铃薯产量呈显著正相关。综合考虑，中水中氮（W2N2）为最佳的处理，有利于马铃薯产量、商品薯率的提高和土壤生态环境的改善。因此推荐W2N2处理（灌溉定额为1 500 m³/hm²，施氮量为210 kg/hm²）作为宁夏中部干旱地区马铃薯种植的水氮管理模式。

通过研究低压工作对不同类型滴头水力技术指标的影响，确定滴头在低压滴灌应用中的适用条件。采用室内测试并利用软件拟合相关曲线，分析了2种管径的8种滴灌管线的滴头在低压工作下的特性并与常压工作进行对比。在低压力工作状态下侧翼迷宫式滴头的变异系数随着压力的减少而增大，内镶贴片和内镶柱状滴头变化不明显；常压流态指数x＞0.5的滴头，低压状态下流态指数变大，常压流态指数x＜0.5的滴头，低压状态下流态指数变小；低压工作对管径12 mm滴灌管线的流量偏差影响大于管径16 mm，流态指数x＜0.5的滴头，常压的压力流量公式计算低压情况下的流量偏差可以满足设计要求。利用常压滴头作为低压滴灌系统中的灌水器时，选择大管径、滴头流态指数小于0.5的滴灌管线，可以提高低压滴灌系统的均匀度，保证灌水质量要求。

泰莱盆地地下水类型丰富，水化学特征复杂，传统的水化学方法不适合大量数据的客观归类研究，复杂特征的地下水成因缺少全面认知。利用聚类分析对大量枯水期地下水数据分成ABC三大组，再细分成10小组，并结合含水层岩性分析水化学特征。利用Gibbs图分析得出三组地下水主要受岩石控制，同时也受不同程度的蒸发作用。利用离子比值端元图得出ABC三组分别以溶滤硅酸岩、硅酸盐及碳酸盐、硅酸盐及蒸发岩控制为主。最后通过质量平衡模拟10小组类型水中多种矿物质成分的溶解量，发现人类活动对地下水Cl^-含量影响较大。研究加深了研究区地下水复杂水化学特征分析及成因的认识。