微润灌溉是以半透膜为基本原理的地下连续节水灌溉新技术,通过地埋微润管方式,利用膜内外水势差,将水分缓慢输送到作物根区。目前微润管入渗特性研究主要集中在水平布设方式,而广泛用于果树等宽距作物的竖插式微润管的入渗特性还报道较少。文中采用3种水头(1.0 m、1.5 m、2.0 m)和3种土壤(壤土、砂壤土、砂土)的完全组合试验,探究了竖插式微润管入渗速率、累计入渗量、湿润体体积及湿润体含水率分布的变化规律。在此基础上采用3种微润管布设模式(L1:竖插式、L2:圆形布设、L3:水平布设)和4个施肥水平(F0:0 g/株、F1:10 g/株、F2:20 g/株、F3:30 g/株)的完全组合,探究了不同灌溉模式和施肥水平对蓝莓根区土壤含水率、生长指标(叶片数、叶片面积、株高、茎粗、新枝长度)、生理指标(叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、瞬时水分利用效率、叶绿素SPAD值)以及蓝莓干物质质量的影响。此外,在微润灌溉入渗试验和蓝莓微润灌溉和施肥模式研究的基础上,设计了基于PLC的蓝莓微润灌溉施肥测控系统。主要研究内容与结论如下:(1)土壤质地和压力水头对竖插式微润管入渗特征的影响不同土壤质地初始入渗速率随水头的提高而增大,初始入渗速率壤土的最大、砂壤土次之,砂土最小。不同土壤质地和水头条件下,竖插式微润管不同时间入渗速率符合Horton入渗修正模型。同一土壤、相同时间内,累计入渗量随水头的升高而增大;相同时间和水头下,壤土的累计入渗量最大,砂壤土次之,砂土最小。累计入渗量与入渗时长呈2次多项式关系。竖插式微润管湿润体形状为下部略大上部略小的梨形。同一水头下,砂土的湿润体体积最大、砂壤土次之、壤土最小。入渗开始后第4～6小时内湿润体增长速率达到最大值,变化过程服从对数正态分布;水头较低时湿润体增长速率变化平缓。土壤质地对土壤含水率分布及变化影响显著,水头对土壤含水率的影响较小。同一土壤,压力水头越高含水率分布区域越大。土壤湿润体含水率均匀系数随水头的升高而增大。微润管竖插时湿润体内含水率分布均匀度壤土和砂壤土较高(>80%),而砂土较低(<70%)。(2)微润灌溉模式和施肥水平对蓝莓生理生长特性的影响施肥水平对蓝莓根区不同土层深度的土壤含水率影响不显著,微润灌溉模式对蓝莓根区25 cm以上的土壤含水率影响显著,微润灌溉模式与施肥水平的交互作用对30 cm以上土壤含水率影响显著。微润灌溉模式和施肥水平以及两者的交互作用对单株蓝莓叶片数量、总叶面积、株高和新枝长度影响显著。促进蓝莓叶片数量、总叶面积、株高和新枝长度增加的最优微润灌溉模式和施肥水平的组合为L2F2。不同蓝莓生长周期下,L2F2处理蓝莓叶片叶绿素SPAD值最高。成熟期蓝莓叶片叶绿素SPAD值在各个施肥水平下比开花期和结果期大。不同处理下的蓝莓叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs日变化基本呈“双峰曲线”,峰值分别出现在11:00和15:00,峰谷出现在13:00。微润灌溉模式L2下施肥水平为F2时对蓝莓干物质质量累积的促进作用最明显。(3)基于PLC的蓝莓微润灌溉施肥测控系统设计与仿真在微润灌溉入渗试验和微润灌溉蓝莓种植试验的基础上,针对微润灌溉技术特点和野外偏远地区环境条件开发出一套基于互联网的微润灌溉水肥一体自控系统。首先对微润灌溉水肥一体自控系统的总体结构以及灌溉施肥管网进行了设计,对主要硬件设备进行了选型,包括温度传感器、土壤水分传感器、降雨量传感器、光照传感器、流量传感器、液位传感器、压力传感器、称重传感器、小型电动球阀、潜水泵、无线网桥、PLC、减压阀,并设计了灌溉施肥PLC程序流程图,编写了控制程序,对控制程序进行了仿真试验验证。本微润灌溉控制系统是将最先进的半透膜节水灌溉技术与自动控制技术相结合能有效提高农业生产效率,减轻人工劳动强度,可实现农业生产自动化与智能化。