水资源日趋紧张已成为世界各国关注的一个重要问题。在我国,约有60%的地区水资源匮乏。这些珍贵的水源每年有70%运用在农业用水中,其中农田灌溉每年达37003900亿t,占农业用水的90%—95%。如能够提高农田灌溉的用水率,合理利用农业用水,将大幅度地减少对水资源的浪费,更好、更充分地满足作物对水分的需求。因此科学管理农业用水,合理灌溉,对节约水资源、提升作物高产有着至关重要的作用。本文以控量、节水为研究目的,以在东北区大面积种植的农作物玉米作为研究对象,选取适宜的灌溉方式,设计出了一套合理、有效的精量灌溉系统,在满足玉米生长所需的同时,又能最大化的减少对水资源的浪费。东北区是我国现今最大的玉米种植产区,截至2012年,全区玉米种植面积达1067.8万kh。其优越的地理位置是玉米大面积种植的主要原因。东北区的地形特征决定了东北区气候为温带季风气候,冬季寒冷,夏季气温高,虽然降水量并不丰富,但由于整体的气温较低,水分蒸发微弱使得东北地区湿度较高,属于湿润地区。为适宜东北区的气候条件,这里多种植为春玉米,播种及收割时间较早。春玉米从播种到成熟期需要大量水分。在东北区种植的春玉米在正常年份降雨量基本可以满足生长所需。但遇上干旱年时,需要进行灌溉补偿,才能满足玉米生育期对水分的需求,从而获得高产。针对东北气候特征以及春玉米的需水规律,设计了玉米精量灌溉系统。该灌溉系统采用喷灌方式,以玉米生育期各阶段的灌水定额以及不同土壤类型条件下土壤含水量下限两个因素做为控制参数,设计对系统的控制要求。论文是在大量查阅相关资料基础上,整理了近几年东北区降雨量以及春玉米生育期各阶段的需水规律,整理、计算出玉米生育期各阶段的灌水定额,并选取东北地区三种常见土壤(白砂土、黑壤土和黄土),在其中做了相应的对比试验,通过试验得出不同土壤类型对土壤水分含量的不同影响。为玉米精量灌溉系统提供了更精确的反馈数据,使整体设计更加系统、完善。该系统主要包括水分检测系统和灌溉监测系统两部分。土壤水分检测系统主要是土壤水分传感器对玉米土壤含水率进行实时检测并将检测采集到的数据反馈给灌溉监测系统。灌溉监测系统完成两个功能：(1)将水分检测系统反馈回来的水分数据与预设定的土壤水分含量下限值做比较,当低于土壤水分含量下限时,启动电磁阀进行灌水。(2)电磁阀开启后,按照实际的玉米灌溉制度所设定的灌溉时间对电磁阀的关闭进行控制,当运行时间到达关闭阀门,停止灌水,实现精量灌溉的自动运行。根据各个组成系统的功能要求,采用了TRIME-EZ土壤湿度传感器进行土壤含水量测量,STC89C52单片机进行控制。设计了玉米精量灌溉系统的电路图,并完成精量灌溉控制装置的制作。软件设计主要采用C语言编程,部分使用VB编程。在程序设计中,运用了模块化和结构化相结合的程序设计技术。采用对比试验的方法,采集相关因素数据进行统计分析。通过在不同灌溉时间、不同土壤条件下,对玉米精量灌溉系统的主要控制参数进行对比试验,找出不同土壤类型对控制参数的影响,得出结论：1、三种土壤含水量下限值分别为白砂土60%,黄土55%,黑壤土50%；2、三种土壤中设置的计划灌水定额分别为,白砂土80mm,黄土58mm,黑壤土26mm,此外通过试验还发现土壤湿度传感器的埋入位置对系统的精度有一定的影响,通过试验得出,土壤湿度传感器在土层20cm处埋入会得到较精确的测量数据。通过对玉米精量灌溉系统的合理设计以及针对其主要控制参数的方法试验,尽可能地完善设计要求,提高玉米精量灌溉系统的精确度,从而为提高农业用水率,促进玉米高产量生长,提供可行、实际的保障。