阿克苏地区地处我国西北内陆干旱地区，降水量不足100mm，滴灌农业主要依靠地下水抽灌为主，而有限的地下水开采量制约了当今农业的发展。农业用水问题较为严峻，在大力推行节水农业的政策下，本文针对大田小区试验研究灌溉制度设置水平有限的问题，以新疆阿克苏地区新疆农业大学实验站的成龄核桃树为研究对象，利用Hydrus-1D软件对设定的128种灌溉制度情景方案进行数值模拟研究。研究滴灌条件下的核桃土壤水分运移规律以确定最优灌溉制度，旨在为南疆地区特色林果核桃的种植提供理论依据和科学指导。本试验采用Trime-IPH土壤水分测定仪测定土壤含水率，通过Hemiview冠层分析系统监测叶面积指数，采用微型蒸渗仪测定核桃树棵间土壤蒸发量，利用小型气象站测定气象数据，采用分层分段挖掘法进行测定核桃树根系分布等。在此基础上通过Hydrus-1D模型结合灌溉制度优化模型对成龄核桃滴灌灌溉制度进行模拟研究。
　　(1)土壤水分运移规律
　　灌水定额为37.5mm的低水处理灌水量较小，土壤储水层为0~40cm范围，储水范围较浅、储水量较少，不能满足60cm以下的土壤水分补给。灌水定额为45.0mm的中水处理，灌水量较适宜；土壤储水层为0~100cm范围，储水范围深、储水量较充足，能够满足0~100cm范围内的土壤水分补给；灌水定额为52.5mm的高水处理灌水量较大，土壤储水层为0~120cm范围，有深层渗漏，造成灌溉水的浪费。通过波动变异分析得出，随着灌水定额的增大，土壤水分活跃层向上移，土壤储水层向下移。通过土壤水分衰减变化分析得出，初期(1~4天)时间段内最为强烈，后随时间推移逐渐减弱；不同灌水定额条件下，灌水量越少土壤水分耗损变化越剧烈，土壤水分耗损率值越大。且在灌水后第8天时，中、高水处理各土层土壤含水率均大于田间持水率的60%，满足成龄核桃树正常的生长。
　　(2)根系分布特征和分布函数研究
　　成龄核桃果树根系空间分布特征及分布函数主要表现在水平方向和垂直方向上的变化。水平方向上0~150cm范围内，核桃根生物量峰值出现于0~30cm范围，为28143mg，占比27%。根长密度随水平距离的变化呈现先增加后减小的抛物线趋势。根系表面积密度变化幅度在1.51~2.76cm2/cm3之间，变幅为1.25cm2/cm3。根系体积密度变化趋势与根系表面积密度变化趋势相似。即波动幅度较小在0.17~0.28cm2/cm3之间，变幅为0.11cm2/cm3。在120~150cm范围内根系吸水体积密度也有明显下降减少趋势，此区域处于水分胁迫区域，因此根系体积密度减小较为明显。而根系体积峰值也出现于90~120cm范围，值为2493.01cm3，占总根系表面积密度的25%；此时根系表面积密度累计值达到85%。水平方向上根生物量、根长、根表面积和根体积密度分布函数，表现为随着距树干距离(x)的增加而表现出二次函数形式的先增大后减小的分布规律。垂直方向上根系生物量变化趋势为先增大后减小的“单峰曲线”形式，峰值分布于20~30cm区域，占根系表面积总量的26%。根长、根表面积和根体积变化趋势基本相似，其主要分布区域均为0~80cm，峰值均出现在20~30cm区域内。根生物量、根长、根表面积和根体积密度分布函数，均随着土层深度(z)的增加而表现出二次函数形式的先增大后减小的分布规律，且相关性均为在P<0.01水平上显著相关。
　　(3)基于Hydrus-1D模型的灌溉制度优化
　　在已经对Hydrus-1D模型验证精度较高的基础上，对Hydrus-1D模型模拟进行应用。通过对成龄核桃生育期内土壤水分的模拟可以得到不同灌溉制度模式下土壤水分的深层渗漏量和水分胁迫量，进而选择最优灌溉制度。本研究通过设定128种灌溉制度情景方案，对2018年与2019年田间实测数据的模拟进行比较，进一步确定了南疆成龄核桃的滴灌灌溉制度。为排除降雨量对生育期内生产生长的影响选择了极限值(2019年干旱年)，在实际应用中会有一定偏差，但不会对产量等生理指标产生负效应，可指导南疆成龄核桃滴灌灌溉。寻优后的成龄核桃的滴灌灌溉制度为灌水定额35mm，灌溉次数11次，灌水周期9d，灌溉定额385mm和灌水定额50mm，灌溉次数7次，灌水周期14d，灌溉定额350mm。此时水分胁迫量和深层渗漏量之和分别为0.62mm和1.75mm，说明通过结合Hydrus-1D模型可以最大限度减少农田水分损失，提高灌溉水利用效率。