中文摘要：

滴灌是水利用率最高且可以将灌溉与施肥相结合，按照作物需求精确供给水分和养分的现代灌水方法。滴灌施肥灌溉条件下水氮在土壤中的运移、分布、转化、吸收以及作物利用是一个高度非线性系统，现阶段用动力学模型（对流-弥散方程+水分运动方程）对这一复杂问题的描述尚有许多问题有待解决。本项目拟将在解决高度非线性问题上显示出很大优势的人工神经网络技术应用于滴灌作物水氮调控模型的建立，通过研究作物生理生态指标对滴灌水氮的动态响应，提出最佳灌水量、灌水时间、施肥量、施肥时间的确定与预报方法；通过继续深入研究滴灌施肥灌溉系统设计与运行参数对水氮在土壤中运移、分布和作物利用的影响，改进动力学模型，并建立可用于人工神经网络模型训练的数据库；构建可用于滴灌作物水氮实时调控的人工神经网络模型，并开发实用化软件。本研究将为滴灌施肥灌溉条件下水氮调控模型的建立提供一条新的途径，对提高水氮利用率和减轻面源污染具有重要实际意义。

结论摘要：

滴灌是水利用率最高且可以将灌溉与施肥相结合，按照作物需求精确供给水分和养分的现代灌水方法,而作物对滴灌水氮的响应机制是进行水氮调控的基础。针对滴灌施肥装置运行规程缺乏的现状，对我国使用最为广泛的压差式施肥罐的水力性能进行了系统测试，构建了描述肥液浓度变化规律的通用模型；对不同施肥装置、灌水器类型的灌水和施肥均匀性进行了田间评价，建立了不同施肥装置类型的滴灌系统施肥量均匀性与灌水均匀性之间的定量关系，定量评估了灌水器制造偏差对灌水和施肥均匀性的影响，对滴灌系统施肥装置的选型提出了建议。以番茄为对象，利用连续两年的田间试验，研究了作物生理生态指标对滴灌水氮的动态响应机制，监测分析了氮素在根区的变化及作物对氮素的吸收，提出了有利于提高产量、改善品质和减轻氮素淋失的滴灌施肥灌溉制度及系统运行方式。基于滴灌水氮运移的大量室内外试验资料，改进和完善了作物生长条件下滴灌水氮运移的动力学模型；鉴于氮素运移、转化和吸收表现出的高度非线性特征，构建了描述水分和氮素在土壤中运移的人工神经网络模型。取得的成果对滴灌施肥灌溉系统的运行和管理具有重要参考价值，为滴灌相关技术标准的制定和完善提供了科学依据。