我国是水资源贫乏的国家,而农业灌溉用水占总用水量的60％以上,滴灌系统属于一种智能材料与结构系统,包括电子湿度传感器件、微机控制、电磁阀驱动等部件,可以根据土壤湿度变化间断地在植物根系供水,水资源利用率高达90％以上,但是庞大的体积、精密的设备和昂贵的价格极大地限制了其推广应用.生物材料集结构、功能于一体,不断地与环境进行物质和能量交换以维持系统的运作,同时具有智能调节的功能.本文从对根系自适应调节功能的仿生研究受到启发,利用智能材料对环境(含水量)变化的响应特性,来实现对流量的自适应控制;可以减小智能材料的体积、不使用电能驱动,系统运作的能量来源于材料与环境的物质和能量的交换;同时其可以响应土壤湿度的变化,对滴灌水流量进行动态的、实时的智能控制.本文是材料仿生学在智能材料领域的应用研究,并将其应用于节水农业领域进行了探索.利用多孔智能凝胶对含水量变化的响应敏感性作为传感和驱动器件,同时结合控制结构的仿生设计,来实现根据土壤湿度变化对滴灌流量进行自适应、动态的智能控制,具有成本低、体积小、自适应调节的智能特征;对于在水资源、电力资源贫乏的地区推广高技术农业、湿度调节、沙漠治理、园艺栽培、改良土壤等具有重要的现实意义.