[01745982]精量高效节水滴灌系统灌水器产品研制及应用关键技术

农业高效用水是保障国家粮食安全和水资源安全的重要途径。滴灌是一种将有压水流通过全管道化系统均匀、稳定地滴入作物根区土壤的一种高效节水灌溉技术,可实现作物根区水、肥、气、热、盐多重生境状况的精量调控,已成为我国现代农业实现节水、高效生产的重要平台,发展潜力巨大。 灌水器是滴灌系统的心脏,众多学者研发了大量具有高水力性能的产品,但也正是因为水力设计的需要而使得其消能流道空间狭小（0.5-1.1mm）、结构复杂,极易被水中的颗粒物等杂质堵塞而导致系统报废,堵塞已经成为滴灌领域的国际性难题,水力性能和抗堵塞性能俱佳的产品还极为罕见,主要在于堵塞机理不清、抗堵塞结构设计理论缺失、高效制造技术手段严重滞后,而我国多元化的复杂滴灌水源条件、施肥灌溉需求等更是加剧了灌水器堵塞风险,极大地限制了滴灌在我国的推广应用。 为此,项目组5支团队、128位学术骨干,围绕精量高效节水滴灌系统灌水器产品研发-制造-应用领域的关键技术开展深入、系统研究,历经16年的不断努力,取得如下系列创新： 1、创建了灌水器抗堵塞性能测试及堵塞物质提取与分析技术,突破了灌水器流道狭小空间内部颗粒物等多物质运动测试及模拟技术瓶颈,深入系统地揭示了灌水器物理、化学、生物堵塞诱发与持续增长机理,推动了该领域研究由定性向定量的发展; 2、创立了灌水器设计理论、方法及具有自主知识产权的产品开发技术,发明了水力性能和抗堵塞俱佳的全新概念分形流道及5种灌水器创新产品,将设计理论与产品成型工艺相结合,研发了4种适本、高效生产滴灌灌水器产品生产线,填补了同类灌水器产品生产线的空白; 3、发明了12项精量高效节水滴灌系统调控关键装备,建立了黄河水、再生水、微咸水3种典型复杂水源滴灌系统安全运行调控技术及模式,可保障系统安全运行（灌水均匀度高于80%）6年以上; 4、以滴灌系统为基础平台进行根区微生境协同精量调控,将农机农艺、减肥控盐、根区加氧、智能管控等关键技术有机融合,建立了26种作物滴灌节水高效生产技术套餐。 研发的关键技术与产品获授权国家发明专利23项,获得国家重点新产品2项、水利部新产品3项;发表论文146篇（SCI收录62篇、EI收录69篇）,出版专著6部;培养研究生96人。研发新产品已在完成单位实现了产业化,生产线销往以色列等17个国家和地区,国内市场份额占50%以上;建立的精量高效节水滴灌应用技术已在全国12个省区、46项示范工程、72种作物（含植物）上得到广泛应用,累计推广面积达436.8万亩,实现节水7.92亿t,获得了规模化的节水、增产效果。 成果获得国际节水技术奖1项、国际微灌奖1项、中国专利奖2项、中国产学研合作创新成果奖一等奖1项;成果“高效滴灌系统抗堵塞关键技术研究及应用”经教育部组织的专家鉴定和专家评审,结论为“成果具有原创性、系统性、先进性,总体达到国际领先水平”,为东北节水增粮、西北节水增效等一系列重大节水灌溉工程实施提供了科技支撑。