我国水资源严重缺乏且分布严重不平衡,但是我国农业用水利用率却非常低,这极大加剧了我国水资源的匮乏。因此,发展节水农业已成为我国节约用水的重要组成部分。精细灌溉是现代节水设施设研究的重点。近年来,随着精细灌溉技术的发展,基于作物自身需求对作物进行水分补给已成为精细灌溉研究的方向之一。本研究就是基于作物生理需求的精细灌溉系统设计和试验研究。本研究主要包括两个方面,基于作物生理需求的自动补水系统和基于作物生理需求的作物需水量数学模型的研究。通过作物需水量数学模型以及作物生理信息决策作物需水量;然后通过基于作物生理需求的自动补水系统对作物进行实时定量水分补给。基于作物生理需求的自动补水系统研究主要包括上位机和下位机设计,通过上位机控制下位机对作物进行水分补给;基于作物生理需求的作物需水量数学模型研究是基于作物叶面积和作物茎秆直径的生理信息变化,建立作物需水量与作物生理变化的数学模型,以指导作物水分的生理补给。本研究完成了基于作物生理需求的自动补水系统的开发设计,并建立了效果良好的作物需水量数学模型,达到了研究的预期目标。最后搭建基于作物生理需求的精细灌溉系统,并对系统进行试验验证,试验结果表明:在整个试验测试过程中,上位机软件工作正常,各项功能都能够达到设计要求。基于作物生理需求的精细灌溉系统的研究为精细灌溉技术和生理补水等方面研究提供了理论基础和数据支持,对促进我国节水农业发展发挥积极的意义。