智能决策精量灌溉施肥系统研发与应用
“智能决策精量灌溉施肥系统研发与应用”项目是在自筹资金项目成果“分层分布式计算机控制智能灌溉施肥系统”的基础上，通过科技部农业成果转化资金项目“智能灌溉施肥系统中试与示范”、国家自然科学基金项目“分形流道特征机理及其典型滴灌灌水器构建研究”以及“非饱和土壤介电特性测量理论与方法研究”的资助而形成的标志性成果。它属于农田水利与自动控制领域的交叉性研究成果。
该项目主要针对大规模提高中国当前水、肥资源高效利用以及精量灌溉施肥过程中自动化控制的发展要求，探索性地引入分层分布式控制系统结构，开发了灌溉施肥控制系统。围绕系统完善、推广应用中的关键技术内容，项目进行了深入、系统的研究，构建了滴头性能综合测试平台，实现了滴灌施肥系统的关键设备选型。基于土壤介电理论和频域方法，研制了系列的FDS土壤水分传感器，确定了典型作物生育期最佳灌水上下限与土壤水分传感器最优埋设位置，建立了作物节水灌溉控制指标与传感器埋设位置数据库，研发了五代节水灌溉控制器产品，形成了适宜规模生产的智能决策精量控制灌溉施肥系统。
该系统实现了自动控制、定时控制、周期控制和手动控制的和谐统一，具有周期灌溉、定时灌溉、过滤自动冲洗等多重功能，技术集成程度高，抗干扰能力强，设备平均无故障时间达到20000小时以上，成本仅为国外同类型产品的三分之一。成功实现了系统灌溉施肥控制功能向温室环境调控功能的扩展。
项目形成了示范窗口、中心示范、辐射示范和大范围推广四层次农业节水技术示范推广模式。实施期间共建立2个中心示范区，面积为314.7公顷，近3年累计示范推广总面积达到9228.7公顷。与传统灌溉相比，应用该系统可实现节水50%以上、节肥30%-40%、减少农药施用量50%-55%、土地利用率提高10%以上。项目实施期间累计新增纯收益10166.5万元，实现累计总经济效益38951.3万元。
项目已授权发明专利3项，申请1项，实用新型专利2项，鉴定成果1项，发表学术论文19篇（SCI收录3篇、EI收录10篇），培养研究生8名。研究成果对于推动北京市乃至全国范围内智能决策精量灌溉施肥系统的应用推广，实现水肥高效利用，减少农业面源污染等方面具有重要意义。
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