本書主要介紹了典型化學調控制劑在農業節水和農業污染防治上的作用理論、技術模式和相關實踐工作。全書分為基礎知識篇、技術原理篇、模擬模型篇和示范應用篇四大部分，共15章，闡述了典型化學調控制劑的功能特性及其在土壤改良、水分調控和作物生理調節等方面的作用原理，重點分析了多種化學調控制劑聯合應用對土壤作物系統水分運移、養分利用和污染消減的影響效應及通用技術模式，構建并篩選了適用于化學調控制劑應用條件下的水分、養分和泥沙運移模型及作物生長模型，提出的技術模式在北京市平谷、密云、懷柔、大興等區進行了示范應用。
1981.12 內蒙古農牧學院水利系農田水利工程專業畢業 獲工學學士學位
1990.7 北京農業大學土化系 土壤學專業畢業 獲農學碩士學位 導師 陶益壽教授
1993.7 北京農業大學資源與環境學院 土壤學專業畢業 獲理學博士學位 導師 石元春院士
1993.10～1995.10 北京農業工程大學農業工程博士后流動站 博士后 合作教授 曾德超院士
1996.6～1997.6 在以色列農業研究組織 (The Volcani Center) 水土科學與環境所 訪問學者1975.6～1978.2 在內蒙古涼城縣 插隊
1982.1～1987.8 在內蒙古農牧學院 任教
1995.10～今 在中國農業大學 任教
中國農業大學水利與土木工程學院 副書記（1996~1999；2004~2005）
中國農業大學水利與土木工程學院 副院長（1999~2006）
中國農業大學水利與土木工程學院 分黨委書記（2005.10.30-2017.1.10）1.Cao X, Yang P*, Engel B A, et al. The effects of rainfall and irrigation on cherry root water uptake under drip irrigation[J]. Agricultural Water Management, 2018, 197:9-18. IF=6.611 中科院1區TOP
2.Li, P., Cao, X., Tan, H., Wang, J., Ren, S., Yang, P.*, 2020. Studies on water uptake and heat status of cherry root under water-saving measures. Agricultural Water Management 242, 106359. IF=6.611 中科院1區TOP
3.Zhangzhong, L., Yang, P.*, Zhen, W., Zhang, X.,Wang, C., 2019. A kinetic model for the chemical clogging of北京農業工程學會理事長
中國農業工程學會農業水土工程專業委員會（2004~今） 理事
北京市人事局教授級職稱評審委員會專家
教育部高等學校水利學科教學指導委員會委員
農業水利工程專業教學指導分委員會副主任委員
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 化控技術在農業節水防污調控上的作用效應 2
1.1.1 表土結構改良 2
1.1.2 根區水肥保蓄及緩釋 3
1.1.3 作物生理機能提升 3
1.2 化控技術在農業節水防污上的應用研究進展 4
1.2.1 土壤水肥保蓄 4
1.2.2 坡地水土保持 6
1.2.3 作物水肥利用 8
1.3 化控技術產業化現狀及研究發展趨勢 10
1.3.1 表土改良劑 10
1.3.2 土壤保水劑 14
1.3.3 植物抗蒸騰劑 17
1.4 農業節水防污化控技術未來研究重點 20
參考文獻 21
基礎知識篇
第2章 表土改良劑 27
2.1 表土改良劑的類型、特性及制備工藝 27
2.1.1 表土改良劑的類型 27
2.1.2 表土改良劑的特性 28
2.1.3 表土改良劑的制備工藝 28
2.2 表土改良劑的作用機制及性能評價 30
2.2.1 表土改良劑的作用機制 30
2.2.2 表土改良劑的性能評價 31
2.3 PAM 31
2.3.1 PAM理化性質及作用原理 32
2.3.2 PAM對土壤物理性狀的影響 34
2.3.3 PAM對土壤養分淋溶的影響 39
2.3.4 PAM的毒性及安全性 41
2.4 土壤激活劑 41
2.4.1 土壤激活劑的類型及化學組成 41
2.4.2 BGA的節水調控機理 42
2.4.3 BGA的施用技術 43
參考文獻 44
第3章 土壤保水劑 45
3.1 土壤保水劑的類型、特性及制備工藝 45
3.1.1 土壤保水劑的類型 45
3.1.2 土壤保水劑的特性 46
3.1.3 土壤保水劑的制備工藝 47
3.2 土壤保水劑的作用機制及性能評價 52
3.2.1 土壤保水劑的作用機制 52
3.2.2 土壤保水劑的性能評價 56
3.3 土壤保水劑對土壤物理性質的影響 58
3.4 土壤保水劑施用技術體系 61
3.4.1 施用方法 61
3.4.2 施用量 62
3.4.3 施用要領 63
參考文獻 65
第4章 植物抗蒸騰劑 66
4.1 植物抗蒸騰劑的類型及制備工藝 66
4.1.1 植物抗蒸騰劑的類型 66
4.1.2 植物抗蒸騰劑的制備工藝 68
4.2 植物抗蒸騰劑的作用機制及性能評價 70
4.2.1 植物抗蒸騰劑的作用機制 70
4.2.2 植物抗蒸騰劑的性能評價 71
4.3 黃腐酸 71
4.3.1 黃腐酸的界定及結構 71
4.3.2 黃腐酸的來源及提取工藝 73
4.3.3 黃腐酸的抗旱生理機制及施用方式 75
4.4 脫落酸 77
4.4.1 脫落酸的界定及結構 77
4.4.2 脫落酸的制備與合成方法 78
4.4.3 脫落酸的作用機理 83
4.4.4 脫落酸對植物葉片光合作用的影響 88
參考文獻 90
技術原理篇
第5章 表土改良劑改良表土及其對水肥流失的影響 95
5.1 試驗材料與方法 95
5.1.1 土壤表土孔隙結構改良試驗方法 95
5.1.2 水流沖刷水肥流失試驗方法 97
5.1.3 坡面降雨水肥流失試驗方法 99
5.2 PAM對表土孔隙結構改良的試驗研究 101
5.2.1 PAM施用方式對土壤孔隙結構及水分入滲的影響 101
5.2.2 PAM施用量對土壤孔隙結構及水分入滲的影響 103
5.2.3 討論 107
5.2.4 結論 108
5.3 PAM對坡地徑流量和產沙量的影響試驗研究 108
5.3.1 放水量和PAM 對土壤產流-入滲的影響 109
5.3.2 放水量和PAM 對產沙的影響 112
5.3.3 放水量和PAM 施用量對養分流失的影響 114
5.3.4 徑流率、徑流含沙率與養分濃度的關系 116
5.3.5 結論 118
5.4 PAM施用量和降雨強度對坡面水土養分遷移影響的試驗研究 119
5.4.1 PAM和降雨強度對坡面徑流的影響 119
5.4.2 PAM和降雨強度對坡面徑流黏度和流速的影響 121
5.4.3 PAM和降雨強度對坡面產沙的影響 121
5.4.4 PAM和降雨強度對坡面養分流失的影響 123
5.4.5 徑流系數、侵蝕率與養分濃度的關系 127
5.4.6 結論 129
5.5 PAM施用量和坡形對坡面水土養分遷移的影響 130
5.5.1 PAM和坡形對坡面徑流的影響 130
5.5.2 PAM和坡形對坡面產沙的影響 132
5.5.3 PAM和坡形對坡面養分流失的影響 134
5.5.4 徑流率、徑流含沙率與養分濃度的關系 140
5.5.5 結論 142
參考文獻 142
第6章 土壤保水劑控釋水肥及其對水肥利用的影響 144
6.1 試驗材料與方法 144
6.1.1 保水劑吸釋水肥性能的測試方法 144
6.1.2 保水劑微觀形態結構及其分形特征的研究方法 146
6.1.3 保水劑對土壤物理性質影響及時效性的研究方法 147
6.1.4 保水劑對土壤水分運動過程影響的研究方法 151
6.1.5 保水劑作用下土壤一維垂直入滲動態模擬的研究方法 153
6.1.6 保水劑與氮磷肥配施對玉米生長及養分吸收的研究方法 154
6.2 保水劑的吸釋水肥特性 155
6.2.1 保水劑在不同植物營養離子溶液中的吸水特性 155
6.2.2 保水劑吸水能力測試及評價方法 162
6.2.3 保水劑釋水特征研究 170
6.2.4 保水劑釋肥特征研究 171
6.2.5 結論 176
6.3 保水劑微觀形態結構及其分形特征 178
6.3.1 保水劑的吸水溶脹特征 178
6.3.2 保水劑干膠顆粒和水凝膠表面微形態結構特征 179
6.3.3 反復吸釋水保水劑水凝膠內部結構微形態特征 182
6.3.4 陽離子對保水劑水凝膠內部結構的影響 183
6.3.5 討論 185
6.3.6 結論 187
6.4 保水劑對土壤物理性質的影響及時效性 187
6.4.1 容重測定方法的比較分析 187
6.4.2 施入保水劑土壤飽和含水率的時效性分析 188
6.4.3 施入保水劑土壤飽和導水率的時效性分析 189
6.4.4 施入保水劑土壤擴散率的時效性分析 190
6.4.5 施入保水劑土壤容重的時效性分析 191
6.4.6 結論 192
6.5 保水劑對土壤水分運動過程的影響 193
6.5.1 保水劑對滴灌入滲土壤水分運移的影響 193
6.5.2 保水劑對面源入滲土壤水分運移的影響 199
6.6 保水劑與氮磷肥配施對玉米生長及養分吸收的影響 204
6.6.1 保水劑與不同氮磷肥配比對植株生長的影響 204
6.6.2 保水劑與不同氮磷肥配比對植株養分吸收的影響 205
6.6.3 保水劑與不同氮磷肥配比對土壤養分的影響 206
6.6.4 保水劑與不同氮磷肥配比對玉米耗水量、產量及水分利用效率的影響 208
6.6.5 討論 209
6.6.6 結論 211
參考文獻 211
第7章 植物抗蒸騰劑調控氣孔開度及其對作物生理的影響 213
7.1 試驗材料與方法 213
7.1.1 抗蒸騰劑型噴施濃度調控作物生長及水肥利用的試驗方法 213
7.1.2 抗蒸騰劑型噴施方式調控作物生長及水肥利用的試驗方法 214
7.2 抗蒸騰劑型噴施濃度調控作物生長及水肥利用 216
7.2.1 抗蒸騰劑對日耗水量的影響 216
7.2.2 抗蒸騰劑對葉片氣孔微觀形態結構的影響 217
7.2.3 抗蒸騰劑對葉片光合、蒸騰及水分利用效率的影響 218
7.2.4 局部噴施黃腐酸對葉片氣孔行為的影響 219
7.2.5 討論 220
7.2.6 結論 222
7.3 抗蒸騰劑型噴施方式調控作物生長及水肥利用 222
7.3.1 對玉米生理生長的影響 222
7.3.2 對玉米產量及水分利用效率的影響 226
7.3.3 對玉米土壤養分利用的影響 227
7.3.4 結論 228
參考文獻 228
第8章 化控節水防污制劑協同調控技術的理論基礎及通用技術模式 230
8.1 理論基礎 230
8.1.1 農業水文循環系統多界面耦合理論 230
8.1.2 作物真實節水新理論 231
8.1.3 氣孔最優化調節理論 232
8.1.4 作物節水增產調質理論 233
8.2 通用技術模式 233
8.3 化學協同調控對作物的影響效應 236
8.3.1 根系指標及根系吸水對調控的響應 237
8.3.2 作物光合生理性能對調控的響應 260
8.3.3 作物內源激素分泌對調控的響應 264
8.3.4 討論 269
8.4 本章小結 273
參考文獻 274
模擬模型篇
第9章 適用于化控制劑應用下的泥沙和養分隨地表徑流遷移模型 277
9.1 構建適用于化控制劑應用下的地表產流過程模型 277
9.1.1 擊濺過程中表層土壤導水率模擬 277
9.1.2 入滲產流過程模擬 281
9.1.3 結論 286
9.2 構建適用于化控制劑應用下的泥沙和養分隨地表徑流遷移模型 286
9.2.1 產沙過程模擬 287
9.2.2 土壤養分向徑流遷移模擬 295
9.2.3 結論 302
參考文獻 302
第10章 適用于化控制劑應用下的土壤-作物系統水分運移模型 304
10.1 構建適用于化控制劑應用下的土壤孔隙改變模型 304
10.1.1 數學模型的建立 304
10.1.2 模型求解參數 306
10.1.3 模型檢驗 308
10.1.4 土壤膨脹量分析和討論 309
10.1.5 討論 313
10.2 構建適用于化控制劑應用下的裸土水分垂直入滲動態模型 314
10.2.1 一維土壤水運動解析解的討論 314
10.2.2 模型的基本假定 316
10.2.3 施入SAP 后土壤擴散率和導水率的推求分析 316
10.2.4 模型的檢驗 317
10.2.5 施入SAP 前后土壤的入滲比較研究 319
10.2.6 討論 319
10.3 構建適用于化控制劑應用下的非裸土水分垂直入滲動態模型 320
10.3.1 常規條件下的土壤水分運移模型 320
10.3.2 SAP 應用條件下的土壤水分運移模型 321
10.3.3 根系吸水項反求估算方法及穩定性分析 322
10.3.4 根系吸水模型的構建思路 333
10.3.5 適應性檢驗 337
10.3.6 模型在田間條件下的應用及驗證 341
10.3.7 討論 344
10.3.8 結論 345
參考文獻 346
第11章 適用于化控制劑應用下的作物生長模型 347
11.1 篩選適用于化控制劑應用下的玉米葉面積模擬模型 347
11.1.1 Logistic相對葉面積指數模型的應用 347
11.1.2 Logistic葉面積模型的應用 352
11.1.3 Log Normal葉面積模型的應用 353
11.1.4 修正Gaussian葉面積模型的應用 355
11.1.5 結論 358
11.2 篩選適用于化控制劑應用下的玉米葉生物量模擬模型 359
11.2.1 Logistic葉生物量模型的應用 359
11.2.2 Log Normal葉生物量模型的應用 361
11.2.3 Gaussian葉生物量模型的應用 363
11.2.4 結論 365
參考文獻 367
示范應用篇
第12章 化控節水防污技術在經濟果樹上的應用研究 371
12.1 化控節水防污技術在蘋果樹上的應用 371
12.1.1 試驗方法 371
12.1.2 化控制劑對土壤水分的影響 373
12.1.3 化控制劑對蘋果品質及產量的影響 376
12.1.4 保水劑作用下的蘋果園灌溉制度分析 379
12.1.5 結論與建議 384
12.2 化控節水防污技術在桃樹上的應用 385
12.2.1 試驗方法 385
12.2.2 化控制劑對土壤水分的影響 386
12.2.3 化控制劑對桃樹產量和品質的影響 388
12.2.4 經濟效益分析 390
12.2.5 結論與建議 391
12.3 化控節水防污技術在葡萄樹上的應用 392
12.3.1 試驗方法 392
12.3.2 化控制劑對土壤水分的影響 394
12.3.3 化控制劑對葡萄產量和品質的影響 398
12.3.4 經濟效益分析 401
12.3.5 結論與建議 401
第13章 化控節水防污技術在大田作物上的應用研究 403
13.1 試驗方法 403
13.1.1 試驗材料 403
13.1.2 試驗設計 403
13.2 化控節水防污技術對玉米產量的影響 405
13.3 化控節水防污技術對玉米土壤含水率的影響 407
13.4 化控節水防污技術對土壤氮素養分含量的影響 408
13.5 玉米產量分析與回歸模型建立 410
13.5.1 單因素效應的比較 412
13.5.2 交互因素效應的比較 413
13.6 化學聯合調控優化模式驗證試驗結果分析 415
13.7 討論與分析 416
13.8 結論和建議 417
第14章 化控節水防污技術在溫室瓜菜上的應用研究 419
14.1 化控節水防污技術在溫室番茄上的應用 419
14.1.1 試驗方法 419
14.1.2 BGA對番茄葉片光合特性的影響 419
14.1.3 BGA對番茄葉片葉綠素含量的影響 420
14.1.4 BGA對溫室番茄生長的影響 421
14.1.5 BGA對番茄品質的影響 422
14.1.6 溫室番茄灌溉制度的制定 424
14.1.7 結論與建議 424
14.2 化控節水防污技術在溫室甜瓜上的應用 424
14.2.1 試驗方法 424
14.2.2 FA旱地龍對土壤含水率的影響 425
14.2.3 FA旱地龍對甜瓜植株生長的影響 425
14.2.4 FA旱地龍對甜瓜品質和產量的影響 426
14.2.5 結論與建議 427
14.3 化控節水防污技術在溫室辣椒上的應用 428
14.3.1 試驗方法 428
14.3.2 噴施FA旱地龍對土壤含水率的影響 428
14.3.3 隨水灌溉FA旱地龍對土壤含水率的影響 429
14.3.4 FA旱地龍對溫室辣椒生長的影響 431
14.3.5 結論與建議 434
14.4 化控節水防污技術在溫室西瓜上的應用 435
14.4.1 試驗方法 435
14.4.2 噴施FA旱地龍對土壤含水率的影響 435
14.4.3 隨水灌溉FA旱地龍對土壤含水率的影響 436
14.4.4 FA旱地龍對西瓜生長的影響 437
14.4.5 FA旱地龍對西瓜品質和產量的影響 439
14.4.6 經濟評價 439
14.4.7 FA旱地龍在西瓜上的節水效果及灌溉模式 440
14.4.8 結論與建議 440
第15章 化控節水防污技術在綠植作物上的應用研究 441
15.1 化控節水防污技術在綠植灌木上的應用 441
15.1.1 試驗方法 441
15.1.2 BGA對大葉黃楊耗水及生長的影響 442
15.1.3 BGA在不同光溫條件下對大葉黃楊生長及耗水的影響 447
15.1.4 BGA對大葉黃楊光合特性的影響 450
15.1.5 FA旱地龍對大葉黃楊光合特性的影響 452
15.1.6 結論和建議 457
15.2 化控節水防污技術在綠植草坪上的應用 458
15.2.1 試驗方法 458
15.2.2 化控制劑對草地早熟禾蒸散的影響 459
15.2.3 化控制劑對草地早熟禾光合特性的影響 463
15.2.4 化控制劑對草地早熟禾生理特性的影響 466
15.2.5 化控制劑對草坪草質量的影響 473
15.2.6 化控制劑對小區草坪草生長狀況的影響 479
15.2.7 化控制劑最佳施用量分析 484
15.2.8 結論與建議 486
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