石羊河流域干旱缺水,目前已大面积推广膜下滴灌技术。施肥与过滤装置是水肥一体微灌系统的重要配套设备,施肥与过滤装置的性能匹配时才能提高微灌系统运行的稳定性和灌溉施肥的均匀度。水肥一体化膜下滴灌系统施肥过滤设备适宜配置模式对保障系统的长期可靠运行具有重要意义,同时也可促进石羊河流域农业的可持续发展。本文通过探索压差式施肥罐、比例式施肥泵施肥性能及不同运行条件下对过滤器水头损失的影响,初步优选后布设于大田滴灌系统中。通过大田玉米滴灌试验,对施肥、过滤设备与毛管不同组合与运行条件下水头损失及水肥均匀度等进行了探究,结合作物生长及产量的差异,通过对设备性能及作物生长状况的综合考虑,选择适合于石羊河流域水肥一体膜下滴灌系统设备配置模式。通过以上研究得到以下结论:(1)通过调节首部压力,探索压差式施肥罐、比例式施肥泵不同运行条件下过滤器水头损失,发现压差式施肥罐出口肥液浓度变化大,比例式施肥泵出口肥液浓度均匀性达到85%以上,施肥性能良好,过滤器水头损失低,抗堵塞性好。(2)通过电镜扫描及能谱分析,发现滤网(芯)上附着的堵塞物质不全是磷肥颗粒,还会发生化学反应生成沉淀物附着在磷肥表面。(3)运用量纲分析法,将基本量导出为6个无量纲:H/C_iV_f~2、S_C/L~2、t_lV_f/L、ρV_fL/μ、ρ/C_i,并通过多元回归分析拟合得到了过滤器水头损失公式,相关系数达80%以上,具有一定的可靠性。结果表明过滤器水头损失与肥液浓度、入口流速、过滤器类型(滤网、滤芯面积)运行时间、水的密度以及运动黏滞系数有关。(4)沿滴灌带长度上,干物质质量首、尾部差异显著;滴灌带长度50m时,产量在沿滴灌带方向上呈现先升高后下降的趋势;侧翼迷宫式滴灌带下的作物比内镶贴片式下的作物WUE、WUEi、穗粒数及百粒重等高于内镶贴片式滴灌带;综合考虑,认为侧翼迷宫式滴灌带下的产量整体较高,土壤含水率在生育期内变化幅度较小;建议采用侧翼迷宫式滴灌带,配置系统首部压力0.05、0.06MPa,施肥比例2%,过滤器采用网式120目。