下土壤中的水肥运移很复杂，目前对滴灌条件下土壤水肥迁 移变化规律缺乏清晰的认识和有效的理论分析，因此制定合理的灌溉制度， 以及解决施肥与灌水中各项技术要素之间的优化组合方式等问题尚存在 定困难。故对滴灌条件下水分养分运动的微观机制和宏观变化特征进行 必要的基础性研究，为农业生产实践提供必要的理论基础是目前滴灌技术 发展的个重要研究课题。本项目研究的目的意义 研究目的本项目对淮安地区常见温室大棚蔬菜灌溉规则滴灌时间 滴灌量及水肥耦合进行研究，设计个智能滴灌系统提高灌溉水的利用率 节约水资源降低温室温湿度以及科学施肥，提高作物对肥料的吸收率， 减小过量施肥对土壤地下水等环境的影响。 研究意义针对我国农业用水资源短缺与灌溉用水浪费严重，水分利 用效率低，平均左右的情况。采用滴灌技术的灌溉水利用率般可高 达。因此，发展节水高效型农业是我国农业摆脱水危机实现 持续增长的根本出路，也是我国农业摆脱水危机的战略选择。 目前采用的温室大棚控制系统多为单因子控制，并不适用，而多因子 控制系统往往价格非常昂贵，不具有推广意义。本项目设计的智能滴灌系 统具我国新疆大 田棉花膜下滴灌就是滴灌技术与地膜覆盖技术有机结合，应用面积成为世 界之最，实现了节水和保墒双重目标。 天津市水利科学研究所杨万龙等人的温室滴灌施肥智能化控制系统专 利，实现了根据作物所需的营养液浓度酸碱度自动的将高浓度的母液与 水进行智能化混合配制的精量调节和施肥的自动控制与计量的功 能中国水利水电科学研究院于颖多等人的地下滴灌水肥药体化自 动控制系统及方法专利，实现了通过传感器获得与农田灌溉有关的多种参 数再结合初始化数据,通过灌溉决策软件进行分析计算最终执行灌溉指令 的功能中国农业机械化科学研究院胡渭等人的种温室滴灌自动控制系 统专利，用测量植株部的传感器与该传感器及电源连接的控制机构与 该控制机构连接的滴灌控制部及与该滴灌控制部连接用于滴灌的滴箭,滴 灌的精度达到升。 本项目研究国内外竞争情况及产业化前景。 自世纪年代，我国引进了以色列美国法国韩国等国的部 分先进技术和设备，国内温室大棚微灌有了较大的发展。但国内温室灌溉 设备，在主要材质技术精度和工艺水平上比较落后，整个系统配套性差， 自动控制灌溉系统未有成型产品，基本用手动阀控制。现在市场上能批量 使用的滴灌管主要是引进以色列等国外技术和设备生产，生产的产品价格 高，很大程度上限制了设施农业先进灌溉技术的推广。在温室环境控制系统方面，由于价格的因素，常为单因子方法控制， 农户适用装置较少而多因子方法控制由于价格昂贵很难进入普通农户家 庭。 我国是个古老的农业大国，耕地面积有亿平方公顷。我国还是 个缺水的国家，同时有限的水资源在时空和地域的分布上很不平衡，占国 土面积以上的北方地区拥有水资源量不足全国总量的。因此，开展 节水灌溉是我国工农业生产不断持续发展的保证措施，对缓解我国水资源 紧缺状况，促进水资源持续利用和改善生态环境有极为重要的意义。发展 滴灌技术是节约水资源，保墒养熵，提高农户收入的有效途径，具有社会 经济两个方面的推广价值，极具产业化前景。 二研究内容 具体研究开发内容和要重点解决的关键技术问题 针对我们目前农业生产中的温室蔬菜大棚控制管理主要依靠人工经验 管理，缺乏系统的科学指导。其栽培技术缺乏量化指标，主要靠管理者的 经验，科技含量不足，只能被动地实现保温降温遮阳和防雨，而不能 主动地调节温光水肥气的情况，提出研究种利用单片机作 为控制器，通过湿度传感器采集土壤湿度，温度传感器采集大棚温度，根 据灌水制度，智能自动进行水肥的滴灌。 其中重点要解决的关键技术问题有 制定滴灌灌水规则 为了科学灌溉施肥，需要对大棚蔬菜生长情况做统计分析不同种 类的大棚蔬菜在不同温度光照等环境条件下对于灌溉的要求是多样的， 而且同种蔬菜在不同生长过程中对于水肥的要求也是不同的。此外土壤质地也有很大影响。通过实验查询资料等方法获得数据，进行回归分析 获得水养分生长模型，进而据此制定滴灌灌水规则。 肥水耦合 水和肥是影响蔬菜产量和品质的两个重要因素。水分不足会降低作物 的产量，养分不足既降低作物的产量，又限制作物对水分的充分吸收利用。 适宜的灌水可以促进肥料的转化和作物对肥料的吸收利用，提高肥料的利 用率，而适宜的施肥也可以调节水分利用过程，提高水分利用率。需要根 据蔬菜的生长规律，结合温室的小气候环境和土壤的理化条件，将滴灌与 施肥有机地结合起来，达到节水节肥增产增收的目的。 主要的技术创新之处 采用单片机控制，通过数字化温度湿度光照度传 感器获得影响灌溉的多种环境因子数据。根据灌水制度确 定的滴灌模型求解，科学进行水肥的滴灌。 将各影响因子的具体数值代入二元二次正交旋转组合设 计方案，经过运算建立水肥耦合回归模型。再进行相关性 分析及主成分分析 要达到的主要技术经济指标及社会经济效益。 三研究试验方法技术路线以及工艺流程 四工作基础和条件 承担单位概况 本项目现有的研究工作基础 项目负责人以往承担市级以上各类科技计划项目完成情况 项目实施具备的人才队伍经费配套投入能力 本项目实施可能对环境的影响及预防治理方案。 五项目研究预期成果及效益 六计划进度安排与考核指标 七经费概算及来源 项目预计总经费万元，其中向市科技局申请万元，承 担单位自筹万元。 项目经费情况表 项目经费情况表经费单位万元 经费投入预算经费支出预算 来源预算数科目预算数 申请市拨款设备费 单位自筹材料费 银行贷款测试化验加工费 其他来源燃料动力费 差旅费 会议费 劳务费 管理费 其他 合计合计 八项目主要研究人员 立项依据 本项目国内外科技创新发展概况和最新发展趋势 水是维持切生命活动不可替代的物质。水资源是地球上最重要的自 然资源之，不仅是人类赖以生存的必要条件，也是人类发展工农业和从 事切生产活动所不可缺少的因素，因此，水既是农业的命脉，对于工业 生产和城市建设国民经济的发展也有极为重要的意义。 我国可利用的水资源年均总量约为万亿立方，位于世界第位， 而人均占有量仅为世界人均占有量的，单位耕地平均水量约为世界平 均水量的，都低于世界平均水平。 中国是个农业大国，在年均可利用的水资源总量中，农业用水占， 主要用于灌溉，但同时中国也是个水资源不足旱涝灾害频繁的国家， 水危机对中国的影响极为严峻。中国农业对灌溉的依赖性极强，全国 以上的耕地分布在降水量小于毫米的常年灌溉带和不稳定灌溉带，灌 溉为亿亩耕地灌溉比例己达，这在世界大国中均居于首位。 短缺与浪费并存是我国农业水危机的重要特征方面是农业 供水因水资源短缺而难以增加，同时工业和城市的发展将进步削减己经 明显不足的农业灌溉用水，农业缺水问题日益突出，不仅灌溉面积难以扩 大，而且现有的灌溉面积也难以稳定另方面是农业水资源浪费严重，水 分利用效率低，平均左右。而水利技术先进的国家，灌溉水利用率 般可高达。因此，发展节水高效型农业是我国农业摆脱水危机 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,实现持续增长的根本出路，也是我国农业摆脱水危机的战略选择。 随着人类科技的不断进步，农业灌溉技术也相应得到很大的发展。人 们从传统的以明沟输水地面灌溉的方法，发展了喷灌地下灌溉和滴灌 等现代灌溉技术。采用节水和节能的灌水方法是当今世界灌溉技术发展的 总趋势。目前，发达国家的管道灌溉技术应用十分广泛，美国早在年代 就已应用管道输水技术，低压管道灌溉面积已占总灌溉面积的日本已 有的农田实现了地下管道灌溉，并且管网的自动化半自动化给水控 制设备也较完善以色列英国瑞典等国有的土地实现了灌溉管道化。 国内外滴灌技术发展现状 滴灌技术首创于世纪年代，年代在欧美等国广泛应用。目前 采用滴灌技术的国家有多个，其中以以色列美国荷兰及欧洲等国家 发展迅速，三十多年来经历了从静水压动力系统到定时定量自动化系统， 以及操作由繁到简的发展过程。许多国家对此技术应用较为普遍，如严重 缺水的以色列已实施了大田的滴灌工程美国起步较晚，但推广应用面积 数量居世界之首其他国家如澳大利亚巴西等也都是滴灌技术进展很快的 国家。特别在温室栽培中，滴灌技术尤其广泛。以色列长期致力于开发节 水新技术，以解决其水资源短缺问题。其北部年降水量为中部 地区的年降水量在之间南部地区的降水量仅为。水资源 的自然枯竭迫使以色列最大限度地采用节水灌溉方法。世界上微灌技术的 发展最有代表性的国家首推以色列，其温室种植全部采用微灌，以滴灌为 主。以色列温室滴灌的最高水利用率为，用这种方法灌溉的独特之处 在于水分可以在土壤中均匀扩散，减少了水分的蒸发和渗漏。以色列的滴 灌面积己占耕地面积以上。美国是目前世界上微灌面积推广最多的国家，滴灌面积已占总灌溉面 积的，约为万公顷。澳大利亚是世界上推广微灌面积最多的国家 之。比利时日本法国英国等国的滴灌技术也发展很快。 我国滴灌技术发展是从年开始的，当时试点仅个，面积约 公顷，但试验都取得了显著增产和省水效果。世纪年代初期，滴灌 技术己广泛应用在温室大棚等蔬菜保护地和山区果园中，促进了该领域 生产的发展。到世纪年代末，全国推广面积己达亿亩。在我国北 方的保护地生产中，滴灌己成为作物增产的重要技术环节。近年来，江苏 浙江广东等省也大力发展节水灌溉，开展滴灌技术。 国内外自动滴灌系统发展现状 在节水灌溉方面，以色列是世界上微灌技术的发展比较先进的国家之 ，其温室种植全部采用微灌，以滴灌为主。他们对农作物的灌溉采用了 现代化的滴灌和微喷灌系统，在作物附近都安装了传感器以测定水肥状 况，办公室里的中心计算机对田间的控制器进行通讯，即可方便地遥控灌 溉和施肥，使水肥的利用率达到。 我国从开始的大水漫灌，发展到定额灌溉