微咸水灌溉是缓解滨海地区农业淡水短缺的一个可能的解决方案，但是在盐渍化灌区使用微咸水灌溉难度较大。为探究盐渍化灌区如何科学合理地使用微咸水灌溉，以黄河三角洲垦东灌区为研究区，采用大田试验结合HYDRUS-2D数学模型模拟方法，研究滨海盐渍化灌区微咸水灌溉冬小麦田土壤水盐运移的影响。验证结果表明，HYDRUS-2D能够准确模拟微咸水灌溉作用下的土壤水盐分布，通过设定灌水定额为750 m³/hm²下4种灌水矿化度1 g/L（G1）、2 g/L（G2）、3 g/L（G3）和4 g/L（G4）情景，模拟结果表明，不同微咸水灌溉方案处理下0~100 cm土层土壤含水量差异不大，相同微咸水灌溉方案处理下，除0~20 cm土层外土壤含水量均有“上升-下降-平稳”的趋势，土壤含水量沿纵向分层明显，深层相比于浅层土壤含水量高；不同微咸水灌溉方案处理下0~40 cm土层土壤含盐量均有增大趋势，60~100 cm土层土壤含盐量均有减小趋势，土壤含盐量沿纵向分层明显，深层相比于浅层土壤含盐量低；再盐化率随微咸水灌溉矿化度增大而增大，脱盐率随微咸水灌溉矿化度增大而减小。G4使得冬小麦主根区（0~40 cm）平均土壤含盐量达到3.26 g/kg，受到高盐胁迫，脱盐率为39.60%、再盐化率高达68.95%，考虑多指标综合提出了滨海盐渍化灌区冬小麦在关键生育期微咸水灌溉矿化度不宜超过3 g/L。

探究不同灌溉方式下无花果需水规律及作物需水量的预报对无花果生产具有重要的研究和指导意义。根据广东省水利重点科研基地2022年5月至2023年12月的无花果种植数据，分析不同灌水方式下无花果需水规律，推求作物系数曲线，结合Hargreaves-Samani模型和单作物系数法，基于公共天气预报进行无花果需水量预报。结果表明：不同灌水方式中沟灌的需水量最大，2023年日均需水量为2.44 mm/d，其次是喷灌和地面滴灌，日均需水量分别为2.23 mm/d和2.04 mm/d，地下滴灌需水量最小，为1.92 mm/d，5-9月为无花果需水旺盛期。采用联合国粮农组织（FAO）推荐的单作物系数法推求出试验站无花果K _c作物系数曲线，作物系数地下滴灌<地面滴灌<喷灌<沟灌。气温预报精度较高，最低气温的预报精度优于最高气温的预报精度。经过率定的Hargreaves-Samani模型具有良好的ET ₀预报精度，相关系数平均值可达0.86。4种灌溉方式无花果作物需水量预报精度低于ET ₀预报，相关系数范围为0.68~0.74。无花果作物需水量预报模型可以提供未来两周内的无花果需水量，为灌溉决策者提供信息，有利于农民提前安排水资源的分配。

为探究磁化微咸水灌溉对南疆盐渍土入渗及盐分离子迁移特征的影响，采用恒定磁场强度400 mT对矿化度分别为0、2、3、5 g/L微咸水进行磁化处理，以未磁化处理为对照，对比分析各处理累积入渗量、湿润锋运移距离和淋洗后不同土壤剖面总盐、脱盐率、盐分离子和SAR的影响规律。结果表明：磁化微咸水入渗减小了相同时间内的累积入渗量和湿润锋深度，降低了Philip入渗模型吸渗率，土壤含水率比未磁化微咸水提高5.00%～6.29%；磁化处理显著降低了土壤含盐量，对0~50 cm土壤内总盐含量磁化处理较未磁化降低11.79%~41.64%，在同一磁化强度下，土壤含盐量随矿化度的增加而增加，脱盐率随矿化度的增加而降低。在同一矿化度下，磁化处理含盐量低于未磁化处理，脱盐率高于未磁化处理。磁化微咸水灌溉有利于降低土壤中盐分离子含量，0～50 cm土层K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO {}_{\mathrm{3}}^{-}、Cl^-、SO {}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}含量磁化较未磁化处理降低16.90%~25.97%、43.62%~64.68%、11.15%~31.44%、-8.12%~49.07%、-74.14%~13.43%、21.46%~52.81%、6.66%~13.10%。磁化微咸水灌溉处理显著降低0～50 cm土层深度处土壤SAR。

土壤盐碱化是一个全球性问题，严重制约着农业发展，了解水盐运移规律是改善和预防土壤盐碱化的关键。在寒冷干旱地区农田非耕作期，土壤水盐运移规律主要受冻融作用的影响，而冻融循环下正负温交替对土壤水盐的迁移起到了决定性作用。基于冻融循环作用，从正、负温度效应入手，综述了水-热-气-力-盐耦合等一系列研究成果，分析了正、负温度驱动力的产生及数值模型与试验研究的发展，并在此基础上展望了变化环境条件下土壤盐碱化研究未来的发展方向。盐碱地是世界上最重要的后备耕地资源之一，合理、科学地利用盐碱地，对盐渍土进行改良，防止土壤进一步盐碱化，显得尤为重要。改良盐碱地在农业发展中凸显了节水、生态、低能耗的趋势。研究不同条件下土壤盐分演变的驱动机制和生态调控机制，对改善土壤盐分具有重要意义。

砾石广泛分布于土壤内部和表面，显著影响着土壤特性和生态系统功能。为系统了解土壤环境对砾石响应相关领域研究进展，探究其研究热点与未来发展趋势，基于Web of Science 核心数据库（WoS）和中国知网数据库（CNKI），借助Citespace和VOSviewer可视化软件，从发文数量、发文作者、发文国家、发文机构、刊载期刊、关键词共现及其演变进程等方面对2000-2022年国内外土壤环境对砾石响应相关领域研究进行定量综述和可视化分析。结果表明：国内外在该领域发表文献数量呈快速增长态势，且中文文献发文量高于英文文献；中国、美国、比利时、英国是英文文献发文量排名前四的国家，中国学者发表论文数量最多，占英文文献总量的47.34%，是土壤环境对砾石响应研究领域的主力军；国内外对该领域的研究主要聚焦在砾石单一特征（砾石覆盖度、砾石尺寸、砾石位置等）对水文过程、生态演替及环境效益等影响。因此，未来应继续加强土壤水文过程对砾石响应机制、营养元素在砾石-土壤-植物之间的迁移机制以及“砾石-微生物-植物”系统内部互作效应等方面的研究。可为全球具有相似土壤情况的生态系统服务和农业生产提供新思路、新方法，从而实现节水、高效、高产的农业生产目标，为水土保持等生态服务提供理论依据。

为探究纵向结构优化条件下组合微喷带的最优铺设间距，以折径42 mm，总长40 m的斜3孔与斜5孔微喷带为供试对象，开展单根微喷带喷洒水分布强度规律试验。并在此基础上，利用3次样条插值法插值出每个集水点的喷洒水分布强度。在插值完成后，叠加出两根相同的微喷带在不同组合间距下各个集水点的喷洒水分布强度，利用喷洒水分布强度等值线图与喷洒均匀度对叠加结果进行分析。结果表明：3次样条插值法对微喷带喷洒水分布强度的插值误差小于7%。通过结构优化能增大微喷带末端喷洒水分布强度与喷洒均匀度。采用长度为1∶1的结构优化比例，以及1.45 R的组合间距，能让组合喷洒均匀度达到69.1%。

灌溉机器人全覆盖行动的各个任务具有较为明显的空间并行性，随着全覆盖范围扩大，在对覆盖区域进行分解阶段，需要充分考虑将整个区域空间分解为哪些区域。但是，灌溉机器人受到视觉感知区域限制，准确匹配和衔接路块间最近端点的难度较大，导致局部路点的连通和线路衔接出现差错，难以有效全覆盖。为了有效解决这一问题，提出一种灌溉机器人全覆盖路径规划方法。通过快速搜索随机算法展开需要覆盖区域的边界检测，考虑视觉传感器的感知范围受限因素，采用灰度质心法展开区域视图边界提取，根据提取结果建立地图。在地图上建立线段序列，通过曼哈顿最小距离原则连接地图上的部分路径线段，形成多个弓形线路块。使用分治算法匹配和衔接各个弓形线路块间最近端点对，引入改进A*算法对全局以及局部路点的连通和线路衔接，实现灌溉机器人的全覆盖路径规划。实验结果表明：针对简单灌溉区域，该方法的路径重复率为0.041%，灌溉覆盖率为98.90%；针对复杂灌溉区域，该方法的路径重复率为0.017%，灌溉覆盖率为99.87%。这说明针对不同的灌溉环境，该方法均可以实现理想的路径规划，不仅可以最大限度地实现全覆盖，并有效地减少路径冗余程度，可以获取理想的灌溉机器人全覆盖路径规划方案。

为了研究安装射流脉冲三通的桁架喷灌机与普通桁架喷灌机水力性能的差异，试验喷灌机搭载4个距地面高度1 m的Nelson D3000型折射式喷头，分别设置100、150、200 kPa 3种进口压力和3.0、3.5、4.0 m 3种喷头组合间距进行全因素组合试验。通过间距500 mm的5列9行雨量筒阵列集水，测试了安装射流脉冲三通喷灌机的定喷、行喷水量分布和安装普通三通的行喷水量分布。结果表明：定喷试验时，在100、150、200 kPa进口压力下，4 m喷头组合间距的克里斯琴森均匀系数C _u与分布均匀性系数D _u均最高，分别大于90%和84%；行喷试验时，在100、150、200 kPa进口压力下，脉冲组的水深峰值比对照组分别降低了27.1%、27.9%、28.6%，克里斯琴森均匀系数C _u分别提升了17.1%、12.6%、3%，分布均匀性系数D _u分别提升了24.2%、11.2%、9.5%。射流脉冲三通提供的脉冲流能够有效降低桁架喷灌机的峰值喷灌强度并提高水量分布均匀性。

在小流域径流模拟中，从多源蒸散发产品中选择合适的产品有利于提高水文模型径流模拟精度。从遥感蒸散发原理出发，选取了基于机器学习模型的GLASS产品、基于陆面模式的PET_PU_3H025_002产品、基于遥感模型的MOD16、GLEAM、SSEBop产品作为研究对象。以Littlewashita流域为研究区，通过求取蒸散发产品的区域多年均值分析其时空变化特征，并探究多源蒸散发产品在CREST水文模型中的适用性。根据NSCE、Bias、CC三项指标，结合单指标评价法和多指标综合评价法，比较了率定期和验证期模拟结果。结果表明：①5种遥感蒸散发产品多年均值的时空分布格局差异较大。PET_PU、SSEBop产品在区域内的估算值相对偏高，MOD16产品相对偏低。GLASS和GLEAM产品区域内多年均值的变化范围相似，均维持在2.2~2.4 mm/d。②模型对洪峰时间的模拟较准确，但在洪峰流量的模拟方面存在差异。对比Bias指标，在率定期内GLEAM产品的偏差最小，MOD16的偏差最大。对比NSCE、Bias、CC三项指标，验证期径流模拟效果较率定期明显降低。③不同遥感蒸散发产品在小流域径流模拟中的差异性较小。综合多指标评价法，GLEAM和GLASS产品表现更出色。

丰、平、枯不同水期降水径流突变分析对于准确认识漓江水资源变化规律、科学实施水资源调控，具有十分重要的意义。分别选取漓江上中下游的桂林、阳朔、平乐3个水文站1968-2021年降水径流月尺度序列，分析降水径流年内和年际分布；分别对丰、平、枯水期单独采用Mann-Kendall检验法和滑动t检验进行突变分析，结合漓江上游防洪及漓江补水枢纽工程建设运行情况分析突变点及其成因；应用累积量斜率变化率比较法，分析降水和人为活动对径流突变的贡献率。研究结果表明：①漓江流域年降水量上游呈现递增趋势，下游呈现递减趋势；年径流量整体呈现上升趋势。②漓江流域上中下游3个站点在丰、平、枯水期的突变点不一致。③水利工程建设对径流的影响较为明显，尤其是枯水期。

淮北平原是我国重要的粮食生产基地，分析其干旱时空变化特征和不同干旱指数的适用性，提高淮北平原抗旱风险能力，对农业生产和旱情监测具有重要意义。利用淮北平原20个气象站1962-2021年降水资料，计算了年尺度和季尺度的标准化降水指数(SPI)和Z指数，分析了两指数在淮北平原的一致性以及时空变化特征的差异性，并结合历史旱情资料对比分析，进一步研究两种干旱指数的适用性。结果表明，两指数在年、季尺度下的淮北平原均呈现较好一致性，并与该区降雨存在极强相关性；时间尺度上，两指数均在年以及夏冬两季呈缓慢湿润化趋势，春秋两季呈不显著干旱化趋势；空间尺度上，Z指数监测的干旱发生面积和发生频率均高于SPI指数；与历史旱情资料对比分析结果表明，与SPI指数相比Z指数监测结果具有一定持续性，不易出现异常现象，且与实际较为一致。综合分析表明，Z指数在淮北地区的干旱监测适用性较好。

为研究棉花自动化滴灌灌水频次对土壤墒情及产量的影响，于2019-2020年在新疆昌吉农业园区现代化灌溉示范区，对棉花自动化滴灌在相同灌溉定额（W=4 800 m³/hm²）、施肥量(尿素300 kg/hm²，二胺234.67 kg/hm²，硫酸钾117.33 kg/hm²)及其他农艺管理措施与大田保持一致时，试验设置4个处理,分别对各处理3个重复进行灌水频次试验研究。结果表明：灌水频次处理(T1：12次、T2：10次、T3：8次、T4：6次)时棉花籽棉产量分别为5 751.72、5 434.22、5 353.71、5 261.89 kg/hm²，水分利用效率为1.20、1.13、1.20、1.10 kg/m³，其0~40 cm深度平均土壤含水率为23.84%~34.51%、21.45%~32.97%、19.52%~32.67%、16.94%~32.37%；在气候、土壤、田间及管理措施等条件相同的情况下，推荐棉花生育期内灌水次数12次、灌水周期6 d作为棉花自动化滴灌灌水频频次和灌水周期。

为探究无机肥配施水溶性有机肥对大棚生菜生长、产量和品质的影响，以生菜为试验材料，研究CK（不施肥）、T1低浓度无机肥（N 160 kg/hm²、P₂O₅ 80 kg/hm²、K₂O 80 kg/hm²）、T2中浓度无机肥（N 320 kg/hm²、P₂O₅ 160 kg/hm²、K₂O 160 kg/hm²）、T3高浓度无机肥（N 480 kg/hm²、P₂O₅ 240 kg/hm²、K₂O 240 kg/hm²）、T4低浓度无机肥+低浓度水溶性生物有机肥（300 kg/hm²）、T5低浓度无机肥+中浓度水溶性生物有机肥（600 kg/hm²）、T6低浓度无机肥+高浓度水溶性生物有机肥（900 kg/hm²）对生菜生长的影响，对生菜的株高、茎粗、最大叶面积、单株鲜重、叶绿素相对含量（SPAD值）、产量、灌溉水分生产率、偏肥生产率、硝酸盐含量、VC含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量等进行监测分析，并采用隶属函数法进行综合评价进一步确定适宜生菜生长的施肥模式。结果表明：无论是单施无机肥还是无机肥配施水溶性生物有机肥，都可以显著提高生菜的株高、最大叶面积、单株鲜重、SPAD值和产量。在生菜品质方面，单施无机肥会增加生菜硝酸盐的含量，生菜的VC含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量均低于无机肥配施水溶性生物有机肥条件下的生菜品质指标。通过采用隶属函数值分析法，对上述指标进行综合分析，得出T6是最好的配施方式，是最适宜滴灌大棚生菜生长的施肥模式，较对照组CK相比，产量提高了28.81%，VC含量提高了30.45%，可溶性蛋白含量提高了25%，可溶性糖含量提高了39.10%。本试验可以实现无机肥减量增效，缓解农业污染，达到节水节肥保护生态环境的目的，同时可为山西省大棚生菜生产模式下的施肥模式提供一定理论依据。

在引黄配额减少情况下，节水优先、减少污染和稳定粮食产量势必成为河套灌区未来的发展方向。垄膜沟灌方式具有提高水肥利用效率的功能，但其节水保肥增产机理尚不明确。因此，通过在河套灌区进行5个灌水量的垄膜沟灌春玉米田田间试验（T1，200 mm；T2，275 mm；T3，350 mm；T4，425 mm，T5，500mm），探讨不同灌水量下的土壤水分、土壤硝态氮及土壤铵态氮迁移转化特征。结果表明：土壤耗水量从T1处理的326.8 mm随灌溉定额的增加线性增加到T5处理的487.1 mm；T2与T3处理下收获时硝态氮贮量高于播种前，保肥能力强；T3处理的春玉米籽粒氮含量显著高于其他处理；T3处理与T4和T5处理的春玉米产量无显著差异；T3处理与T1和T2处理的春玉米氮素利用效率无显著差异；春玉米水分利用效率则随灌溉定额的增加呈先增加后减少趋势。综上，垄膜沟灌下350 mm灌溉定额可有效提升春玉米的水氮利用效率，并在节水保肥增产的基础上提升春玉米籽粒品质。

为探究宁夏引黄灌区滴灌条件下盐碱化土壤油葵增产提质的适宜灌溉量与施肥量，以油葵为研究对象，以沟水为灌溉水源，通过3个灌溉水平与3个施肥水平的不同组合，探究不同水肥条件对油葵的生长、产量、品质、作物水分利用效率以及土壤pH和脱盐率的影响，并采用CRITIC综合评价法进行分析，以期为宁夏引黄灌区盐碱化土壤油葵水肥管理提供参考。研究结果表明，滴灌条件下，高水高肥（S3F3）处理生长、产量指标均最优，但就产量而言，与中水中肥（S2F2）处理差异不显著；就水分利用效率而言，中水中肥处理（S2F2）最优；对于油葵品质而言，中水高肥（S2F3）处理粗脂肪含量最高，高水低肥（S3F1）处理油酸含量最高，中水中肥（S2F2）处理亚油酸含量最高；就降低土壤pH而言，中水高肥（S2F3）处理表现最优；对于提高脱盐率而言，中水中肥（S2F2）处理显著优于其他处理，较对照提高86.12%；通过CRITIC权重法，得出以沟水为灌溉水源，滴灌技术下适宜宁夏引黄灌区盐碱化土壤油葵节水控盐、增产提质最有效的水肥耦合处理为中水中肥（S2F2）处理，即沟水含盐量为506 mg/L，灌溉定额为1 875 m³/hm²，尿素450 kg/hm²，氯化钾150 kg/hm²。

通过数值模拟和田间试验相结合的方法，以2019-2021年田间实测数据对模型水力特性参数进行率定和验证，并利用校准模型参数模拟了42组不同情景的滴灌苹果水分胁迫量和深层渗漏量变化规律，采用HYDRUS-2D模型优化了南疆地区5 a生矮砧密植苹果滴灌灌溉制度。结果表明，南疆5 a龄矮砧密植苹果树不同生育期滴灌适宜灌溉制度是开花坐果期、果实膨大期、果实成熟期的灌水次数和灌水定额分别为6次4.5 mm、19次13.5 mm、7次9 mm；灌水周期分别为3、4和3 d。