不合理的水肥施用成为制约我国农业生产的一个重要因素,尤其体现在水肥利用效率低下这一方面。开展基于水肥一体化自动控制系统下设施葡萄种植应用研究,探究不同水肥组合处理对葡萄果树的生长、耗水、光合、产量品质及水肥利用的影响。通过主成分分析方法和多元回归分析法对水肥施用量进行综合评价,量化了不同水肥耦合下设施葡萄的产出及水肥利用效率,寻找适宜的设施葡萄栽培水肥组合及施用量,能够充分发挥水肥一体化下的协同作用,提高水肥利用效率,为设施果树灌溉施肥制度提供合理的参考与建议。以扎娜葡萄为试验材料开展基于物联网水肥控制系统下的温室种植试验,设置灌水和施肥2因素,每个因素设置3个水平即灌水水平设为:50%ET₀、75%ET₀、100%ET₀（分别标记为W₁、W₂、W₃）,施肥水平（施肥总量）设为3个水平:450kg/hm²、600kg/hm²、900kg/hm²（分别标记为F₁、F₂、F₃）,利用水肥一体化自动控制系统进行灌溉施肥,试验采用完全组合设计,共设9个处理,每个处理3次重复。（1）构建水肥一体化控制系统的架构方案,包括物理层、网络层和物联网应用层,由温室环境信息采集传感器、智能灌溉控制器为核心,结合微灌水肥一体化系统,通过GPRS无线网络传输数据,进行了云平台终端的远程决策与控制。并进行了系统相应硬件设备的选型与参数确定,完成了硬件的系统搭建。实现了基于物联网的设施葡萄水肥一体化自动化管理。（2）在自动水肥一体化控制条件下,灌水量对设施葡萄新稍长度、茎粗、叶片主脉长度、叶面积大小生长的影响强于施肥量的影响作用,在中等及高等灌水施肥下,有利于促进葡萄生长,其中W₃F₃处理下新稍长度和叶片主脉长度分别达到最大值102.68cm、14.2cm;W₂F₂处理下的枝条茎粗和叶面积分别达到最大值9.81mm和202.46cm²。随生育期的推进,设施葡萄耗水量变化整体上呈先增后减的变化趋势,全生育耗水量范围在570.32mm⁷31.29mm之间,其中膨果期、新稍生长期、转色期这三个生育期耗水模数相加占总和80%左右,是葡萄耗水的主要阶段。依次按生育期耗水量均值大小排列为膨果期>新稍生长期>转色期>萌芽期>花期。在灌水水平保持一定条件,不同生育期内（转色期除外）葡萄耗水量随施肥量增大而增大。（3）在自动水肥一体化控制条件下,不同水肥处理下净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、叶片水分利用效率WUE等指标均随生育期推进呈先增后减的变化趋势,在日变化过程中Pn、Tr、Gs呈双峰曲线变化特征,在上午10时和下午14时达到峰值。低水分处理会抑制葡萄的光合作用,不利于提高葡萄叶片原初光化学的最大产量Fv/Fm和PSII潜在光化学效率Fv/Fo,中等水肥情况W₂F₂处理下设施葡萄呈现出最优的光合效率。（4）水肥耦合效应对果实产量、品质、灌溉水利用效率及肥料偏生产力影响均为显著性水平。在水分亏缺的状态下,葡萄粒重和穗重都会明显减小,但对果实可溶性糖、Vc含量等品质指标有一定地提升。系统考虑葡萄产量品质、光合作用及水肥利用效率等因素,通过主成分分析法进行综合评价,得出适合此地区设施葡萄栽培的最优水肥组合为中水中肥W₂F₂处理,即灌水量为3302.8m³/hm²,施肥量为675kg/hm²（N 225kg/hm²+P₂O₅180kg/hm²+K₂O 270kg/hm²）。（5）利用多元回归分析法,进一步分析水肥一体化技术对葡萄产量、水肥利用效率的定量影响,寻优得到水肥施用量分别为为3355.14m³/hm²、830kg/hm²,设施葡萄产量将获得较高水平;当水肥施用量分别为3302m³/hm²、690kg/hm²,设施葡萄灌溉水利用效率将获得较高水平;当水肥施用量分别为2844.63m³/hm²、588kg/hm²,设施葡萄肥料偏生产力将获得较高水平。