我国是目前世界上果园种植面积和果品产量最多的国家,果品生产在我的农业生产中占据着重要的地位,但在果园管理过程中水肥施用量大,使用效率低的问题相当严重。我国是水资源相对欠缺的国家,实现节水节肥,提高水肥利用效率成为目前果品产业亟需解决的难题之一。水肥一体化灌溉技术是解决上述问题的手段之一,但是,此技术也存在肥料溶解不彻底,极易堵塞喷头降低使用效果。本文采用计算机数值模拟仿真技术,研发一套果园水肥一体化高效混肥灌溉系统,并进行了田间试验,研究内容及主要结论如下:（1）通过分析比较不同搅拌器的流型图,优化设计出了一种新型直角折叶圆盘涡轮式搅拌器,采用正交试验对新型搅拌器搅拌杆部分进行了优化设计,以ANSYS仿真计算得到的变形量和应力值为评价指标,得到了搅拌杆的直径、长度和数量对相应指标的影响变化规律。最终确定了搅拌杆的最佳的工作参数组合为:搅拌器直径30mm,搅拌器长度300mm,搅拌杆数量8个。（2）对优化得到的搅拌器进行模态分析,得到其最低阶模态主频率为19.13Hz,各阶频率远大于混肥器的外界激励源频率,表现出良好的振动特性,并利用FLUENT对搅拌器进行流体仿真,分析不同转速条件下的速度矢量与速度梯度分布,研究搅拌速度对流场分布影响,发现当转速小于临界搅拌速度时,搅拌器的流场流型单一,湍流分布较少,因此不利于肥料的溶解,验证了理论计算得到的临界搅拌速度的准确性。在大于临界搅拌转速的转速条件下旋转搅拌过程中速度矢量分布较为复杂,搅拌器流场产生了较多的扰流和湍流,可有效的提高混肥效果,同时,发现转速大于临界搅拌转速时,搅拌速度的增大对于混肥器内部流场分布的影响较小,在尽可能降低工作能耗和减少搅拌过程中产生的气泡数量的前提下,最终选择了本新型搅拌器的最佳搅拌速度为600r/min。同时基于STM32F407ZGT6单片机和Lab VIEW进行了系统的软硬件设计,搭建了水肥一体化灌溉控制系统。（3）采用Box-Behnken试验设计方法建立了以三种肥料未溶解量为响应指标的二次回归模型,通过对模型交互作用及响应曲面分析,得出了搅拌速度、搅拌时间和搅拌器潜液深度对响应指标的影响变化规律,应用Design expert软件的优化功能对所建立的模型进行优化求解,得到最优工作参数组合为:搅拌速度600r/min、搅拌时间5min、搅拌器潜液深度660mm,从而验证了文中仿真结果的准确性以及机械设计及计算的合理性。同时进行了新型搅拌器溶肥能力的对比试验,通过与市面上常用的螺旋桨搅拌器做对照,验证其对于水肥溶解的促进效果,在相同搅拌参数条件下分别对600g、800g、1000g碳酸氢铵、复合钾肥和混溶性磷肥与100L清水的混合溶液进行搅拌,从结果数据可以看出,对相对难溶或者因其他原因导致的肥料溶解不充分等问题,新型搅拌器具有更好的适应性,能更好的促进肥料溶解。