[發明專利]一種智能判定旱作作物缺水狀態的方法及系統

有效

• 申請號: 201710450481.X
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107192812B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 李政
• 申請（專利權）人: 南京肯鐸特電子科技有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 莫文新

本發明涉及一種智能判定旱作作物缺水狀態的方法，包括如下步驟：S1.傳感器管將實時采集的土壤水分數據傳遞通過信號傳輸裝置傳遞至遠程終端中；S2.遠程終端接收信號傳輸裝置傳遞傳輸來的土壤水分數據并制作虛擬根系二維圖；S3.遠程終端根據土壤水分數據并判別作物的缺水狀態。本發明的智能判定旱作作物缺水狀態的方法適用于對生長在非飽和土壤水分環境中各種旱作作物的缺水狀態進行定性定量判定。具有非破壞性、連續監測、布置簡單快速、結果可靠的特點。獲得的作物缺水狀態評判結果，對作物需水量判定有重要指導意義。

技術領域

本發明涉及農作物監測領域，具體地說，涉及一種智能判定旱作作物缺水狀態的方法及系統。

背景技術

日常應用中，常用“缺水脅迫”來描述旱作作物在干旱條件下由于土壤水分含量過低導致不能提供足量水供應進而脅迫遲滯作物生長發育狀態。由于缺乏合適的技術手段，日常農業管理中如何實時、快速評判作物缺水狀態一直處于技術空缺狀態。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種智能判定旱作作物缺水狀態的方法及系統。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種智能判定旱作作物缺水狀態的方法，包括如下步驟：

S1.傳感器管將實時采集的土壤水分數據傳遞通過信號傳輸裝置傳遞至遠程終端中；

S2.遠程終端接收信號傳輸裝置傳遞傳輸來的土壤水分數據并制作虛擬根系二維圖；

S3.遠程終端根據土壤水分數據并判別作物的缺水狀態。

進一步，所述步驟S2包括：

S2-1.將水分傳感器按照時間間隔分別實時采集各個感應點h的土壤水分含量記為SM_h；

S2-2.結合即時(t0)和上一個點(t0-1)的兩組數據，在每一個時間點計算土壤水分變化率SD_h；

S2-3.對垂直維度作物根系范圍內每一個測量點h的土壤水分時間變化率SD_h進行日積分,獲得SD_h_DSum

S2-4.對SD_h_DSum在作物根系深度進行歸一化處理，CM_h(h),h＝0,1,…L。結果表示出每一個垂直深度的土壤水分變化相對貢獻率；

S2-5.依照CM_h(h)結果構建虛擬根系二維圖。

進一步，所述步驟S2-1中的時間間隔為5-15分鐘。

進一步，所述步驟S3包括：

測定在“作物枯萎點”時的土壤平均水分含量值SW，即為100％缺水脅迫閥值；在“田間持水量”時的土壤平均水分含量值SF，即為0％缺水脅迫(不脅迫)閥值；以及實測土壤水分含量SM，則作物缺水脅迫度PMS通過公式：PMS＝(SF-SM)/(SF-SW)*100％計算。

本發明的有益效果在于：利用高分辨率管式土壤水分傳感器判斷作物缺水狀態，包括傳感器布置方法、缺水狀態判定依據和判定方式；利用“虛擬根系二維圖”來定性判定作物缺水狀態，包括“虛擬根系二維圖”的具體制作方式；利用高分辨率管式土壤水分傳感器測量的“土壤水分含量”、“土壤水分在垂直維度的分布”以及“土壤水分在垂直維度的最大變化率”來定量判斷“作物缺水狀態”，包括以“土壤水分在垂直維度的最大變化率”來定量判斷作物缺水狀態的具體方式。

需要說明的是，根系深度的獲得可以根據經驗數值獲得，也可以根據下述方法獲得，其中以本發明的傳感器管為第一傳感器管，在距離第一傳感器管5-10cm處，設置第二傳感器管，所述第二傳感器管垂直設置在地面中，所述第二傳感器管距離作物第一傳感器的距離為5-20cm，所述第二傳感器、第一傳感器和主桿中心軸在同一平面上：