[發明專利]一種冬小麥全生育期灌溉預警決策方法

在審

• 申請號: 201711259547.3
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108077042A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 趙倩;李銀坤;郭文忠;林森;溫江麗;聶銘君;徐凡;王少磊
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種冬小麥全生育期灌溉預警決策方法，包括：S1，將種植區所在的市級氣象預測信息輸入BP神經網絡，獲取種植區氣象預測信息；S2，將種植區緯度值、冬小麥作物系數、種植區氣象預測信息輸入日耗水模型，獲取日耗水量；日耗水模型應用Hargreaves公式建立；S3，根據種植區的土壤水文特征信息、冬小麥水分控制上限、當前土體貯水量和日耗水量，獲取推薦灌溉時間和推薦灌溉量。本發明提供的一種冬小麥全生育期灌溉預警決策方法，維持了供需平衡，解決了傳統經驗導致的灌溉誤差，保證了合理灌溉，提高了水分利用效率，維持了冬小麥產量。

技術領域

本發明涉及農業信息技術領域，尤其涉及一種冬小麥全生育期灌溉預警決策方法。

背景技術

冬小麥作為我國旱區的主要種植作物之一，其生長經歷秋季，跨越整個冬季和春季，正是種植區最干旱少雨時期。適時適量的水肥耦合供給不僅是影響其產量和品質的關鍵措施，而且有助于突破旱區水資源嚴重緊缺與農業水資源利用效率低下并存的瓶頸，對保障國家糧食供給和糧食安全至關重要。

然而在實際種植現狀中，目前旱區冬小麥的灌溉施肥仍然以經驗灌溉為主導，即在關鍵生育期進行定時定量的水肥補給，盲目隨機性大，并未考慮當前的土壤水分狀況，進而將水肥供給與作物實際需求關聯起來。事實上，為了維持作物高產水平，避免水肥過度投入，實現水肥供需的精確匹配，必須考慮環境墑情的影響。尤其針對大田種植，作物生長環境可控性差，依靠常規經驗進行的水肥管理，很可能造成水分的不必要補充或者農田面源污染，阻礙水肥管理向著更加高效精準的方向發展。

面對水資源的不合理利用和干旱的頻繁發生，水肥一體化作為國內外公認的一種高效節水節肥技術，近年來已逐漸在大田種植管理中推廣應用。但依舊存在以下問題：一方面，春季耕地供水危機日益呈現，加上肥料的不合理施加，土壤氮素大量累積，農田面源污染問題日益加重；另一方面，在進行冬小麥的田間管理時，并未形成一套成熟的水肥管理辦法。具體如下：①由于氣候條件的影響，已推廣的水肥一體化裝備在灌溉決策上尚未形成完善的簡約性監測控制專家系統，缺乏根據土壤實際墑情，在作物關鍵生育期的專業灌溉指導，易造成水資源的不必要浪費；②現有的專家系統因為限制條件及輸入參數過多，農戶無法直接獲取種植區的農田土壤信息及灌溉決策信息，不能有效的推廣開來。因此，在灌溉可供水量短缺和灌溉用水浪費嚴重的背景下，建立科學合理的冬小麥全生育期灌溉預警決策方法，對于冬小麥的培育和幫助發展節水農業都具有現實意義。

發明內容

本發明為解決現有技術中存在的冬小麥灌溉未考慮當前的土壤水分狀況問題，提供了一種冬小麥全生育期灌溉預警決策方法。

一方面，本發明提出一種冬小麥全生育期灌溉預警決策方法，包括：S1，將種植區所在的市級氣象預測信息輸入BP神經網絡，獲取種植區氣象預測信息；S2，將種植區緯度值、冬小麥作物系數、所述種植區氣象預測信息輸入日耗水模型，獲取日耗水量；所述日耗水模型應用Hargreaves公式建立；S3，根據種植區的土壤水文特征信息、冬小麥水分控制上限、當前土體貯水量和所述日耗水量，獲取推薦灌溉時間和推薦灌溉量。

優選地，所述步驟S2進一步包括：根據所述種植區氣象預測信息和種植區緯度值，應用Hargreaves公式計算參考作物需水量；根據所述參考作物需水量和冬小麥作物系數，計算未來一段時間冬小麥的作物需水量和日耗水量。

優選地，所述步驟S3進一步包括：根據所述土壤水文特征信息和冬小麥水分控制上限獲取土壤最大儲水性能，以及當前土體貯水量與土體萎焉含水量的差值；基于土壤水量平衡方程，根據所述當前土體貯水量與土體萎焉含水量的差值和日耗水量計算推薦灌溉時間；根據所述土壤最大儲水性能、當前土體儲水量和冬小麥水分控制上限獲取土體達到控制上限時的推薦灌溉量或滲漏量。

優選地，所述步驟S3進一步包括：根據所述土壤水文特征信息和冬小麥水分控制上限α，由下式獲取土壤最大儲水性能Wh：