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在干旱半干旱地区，灌溉在农业生产中起着决定性的作用，而农田灌溉的依据是对作物进行灌溉试验。根据河西走廊多年灌溉试验资料分析，作物产量与灌溉定额之间有一定的回归关系，即可用数学模型来描述这种关系。常见的描述这种关系的数学模型有直线和抛物线，本文引人指数模型，并分析了以上模型的优化算法。在确定了不同地区不同作物的灌溉生产函数后，引入边际理论，得到不同作物的经济用水灌溉制度，为灌区用水提供科学依据。