水和肥是农业生产发展的必要条件和作物增产高产的重要保障。水肥一体化技术是通过高效灌溉系统将作物灌溉与施肥融为一体，实现水肥同步管理和高效利用，被称为现代农业的“一号技术”。圆形喷灌机因其控制面积大、适应性强、自动化程度高、运行维护成本低等显著优点，适应规模化、机械化、集约化、标准化的现代农业发展需求，“十二五”以来在土地集中连片的田块得到了快速发展，目前灌溉着全国20多个省区、近千万亩农田。

本成果将水肥一体化技术与圆形喷灌机系统高度集成，围绕冬小麦、夏玉米、马铃薯、牧草等大田作物的精准灌溉与施肥需求开展研究，取得了以下主要成果：

1、创制了6个型号系列化柱塞式注肥泵，采用单缸和双缸两种形式，单缸额定流量150 L/h、300 L/h和500 L/h，具有注肥流量稳定、自吸性能优异、低能耗、免润滑等优点，解决了储肥桶底部吸肥易堵塞的工程难题；提出了基于变频的精准施肥控制策略，研发了智能精准施肥机及控制系统，EC调控均匀度和准确度分别达到98.4%和92.4%，可满足不同灌溉系统和管网压力的水肥一体化施肥需求。

2、提出了基于土壤表观电导率的圆形喷灌机变量灌溉施肥分区方法，采用反距离权重法和自然间断法研发了变量灌溉管理分区在线软件，实现了田块尺度内快捷、准确的变量灌溉施肥分区等级划分；研发了国内首套圆形喷灌机变量灌溉施肥控制与管理系统，明确了变量管理小区内低压喷头径向过渡宽度和电磁阀循环周期，实现了任意单个或多个喷头组合的远程控制，并通过了国家信息中心的软件评测。

3、成果通过第三方技术评价，获《2020年北京市新技术新产品（服务）证书》，并入选《2021年度国家成熟适用水利科技成果》，在中国农业大学通州实验站和涿州教学实验场、河北省邢台市大曹庄管理区、黑龙江省齐齐哈尔市克山县马铃薯生产基地等进行了多年的试验示范，推广应用面积超过10万亩，取得了良好的经济、社会和生态效益。