1.揭示了小麦、玉米和马铃薯等主要粮食作物覆盖滴灌下微气候特征、耗水结构与生理响应机制，构建了覆盖条件下玉米和麦田水、热、碳多过程耦合模型，实现了大尺度下能量平衡、作物耗水和产量的精准模拟；发现喷滴灌相比传统雨养，作物光合能力、产量及水分利用效率分别平均提高了17.1%、16.7%和16.3%；探明了作物水肥利用与根系分布特征的关系，确定了有利于作物水肥高效利用的根系分布特征参数，提出了喷灌节水增效水肥管理方法及配套耕作措施，建立了以施肥总量、施肥比例和施肥时间等为要素的喷滴灌水肥精量管理制度，确定了华北地区滴灌水肥一体化下玉米、小麦和马铃薯平均节水潜力和平均节肥潜力。
2.创制了适时适量水肥自动控制系统、低压高均匀性灌水器、长距离铺设毛管、低能耗高效喷滴灌施肥装置等关键设备及滴灌带高速生产线；研制的低压高均匀性灌水器流态指数达到0.4，性能指标居国际领先；研制的长距离铺设毛管铺设距离同比增加1倍以上，亩均投资降低15%以上；创制的低能耗施肥器吸肥启动压差为0.04MPa，解决了低能耗下吸肥低或不能启动等问题。创制的滴灌带高速生产线最高稳定生产速度达到360m/min，将国内现有最高稳定生产速度记录提高了30%以上。
3.基于自主研发的技术与产品，创建了适宜小麦、玉米和马铃薯的主要粮食作物的秸秆覆盖地表滴灌、适时精量喷灌、低能耗膜下滴灌、浅埋滴灌等水肥精量调控密植高产技术集成模式，水、肥利用效率比地面灌提高25%和50%以上，比常规滴灌提高8%和10%上；系统能耗和设备投入相比常规滴灌降低8%和15%以上；玉米和马铃薯增产30%—50%，小麦增产15%以上。
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