日前，我校水利与土木工程学院严海军教授课题组在圆形喷灌机移动滴灌系统优化设计与应用方面取得新进展。国际水文水资源领域著名期刊《水文学杂志》（Journal of Hydrology）发表了团队的研究论文《面向多目标的移动滴灌系统优化设计方法及其在中国北方地区的试验验证》（A multi-objective approach for optimizing mobile drip irrigation systems: Experimental verifications in northern China）。该成果还于2024年先后获得国家发明专利、美国发明专利授权。

移动滴灌系统是一种新型节水灌溉技术，融合了圆形喷灌机与滴灌系统的技术优势，具有自动化程度高、控制面积大、地形适应性强以及蒸发漂移损失小等显著优点，尤其适用于干旱半干旱地区的苜蓿规模化种植。近年来，严海军教授团队在国内最早开展基于大型喷灌机的移动滴灌系统研究，并在苜蓿生产中进行了试验应用。本成果提出了一种面向多目标的移动滴灌系统优化设计方法。该方法基于等面积原理设计大流量压力补偿滴灌管长度，结合HYDRUS-2D土壤水分运动数值模拟与多目标优化方法确定最佳滴灌管安装间距，同时兼顾了灌水均匀性与系统成本，可有效减少灌溉水的无效消耗。

圆形喷灌机移动滴灌系统示意图

所提出的优化设计方法在中国农业大学涿州教学实验场进行田间验证。结果表明，该方法能够保证移动滴灌系统的灌溉质量，滴灌灌水均匀性与土壤含水率均匀系数均超过90%。与低压喷灌系统相比，移动滴灌系统减少了蒸发漂移损失，灌水后土壤平均含水率整体提升约20%。研究结果验证了移动滴灌系统在减少灌溉水损失、提高灌水均匀性与水分利用效率方面的优势。

移动滴灌系统灌溉前后土壤水分的空间分布

目前，该研究提出的优化设计方法已在内蒙古科尔沁沙地及河北省涿州市的移动滴灌系统试验示范中得到成功应用，今年将扩大至内蒙古河套灌区、南疆和田、北疆阿勒泰等地区进行试验推广，为喷滴灌两用型大型喷灌机技术在干旱半干旱地区苜蓿规模化生产中的推广应用提供技术支撑。

圆形喷灌机移动滴灌系统田间应用

水利与土木工程学院博士研究生张颢晖为论文第一作者，严海军教授为论文通讯作者。本研究得到了国家牧草产业技术体系项目（CARS-34）、国家重点研发计划课题（2022YFD1300804）以及新疆维吾尔自治区科技支疆项目（2024E02004）的资助。