[發(fā)明專利]一種指導(dǎo)棉花灌溉量預(yù)警的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810080672.6
• 申請日: 2018-01-28
• 公開（公告）號: CN108243921A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張?zhí)一?/a>;梁孔賢
• 申請（專利權(quán)）人: 周芳
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種指導(dǎo)棉花灌溉量預(yù)警的方法，旨在利用TRS土壤水勢測定儀對土壤水勢進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，通過標(biāo)定土壤水分特征曲線，得出土壤相對含水量和土壤水勢的關(guān)系；然后通過實驗設(shè)計，對不同灌溉量與籽棉產(chǎn)量進(jìn)行差異性分析，得出棉花各生育時期適宜灌溉指標(biāo)。最終通過把動態(tài)監(jiān)測到的水勢值轉(zhuǎn)化為土壤相對含水量，來指導(dǎo)棉花生產(chǎn)中的灌溉量和灌溉時間，從而提高農(nóng)田灌溉用水調(diào)度的準(zhǔn)確性和靈活性，使得推薦結(jié)果實用性更強，應(yīng)用范圍更廣。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于棉花灌溉量預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種指導(dǎo)棉花灌溉量預(yù)警的方法。

背景技術(shù)：

近些年，我國針對農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)而引起水土不平衡的問題，引進(jìn)和大面積安裝了噴、滴灌系統(tǒng)。這些先進(jìn)的灌溉方式的引進(jìn)，在節(jié)水和提高農(nóng)作物產(chǎn)量方面發(fā)揮了較大的作用。在擁有了大量的、先進(jìn)的灌溉設(shè)施的同時，顯現(xiàn)出了缺乏與之相配套的精準(zhǔn)灌溉預(yù)警技術(shù)，灌溉量和灌溉時間的確定仍憑人為的經(jīng)驗進(jìn)行。這不僅造成水資源的浪費，而且在棉花的主要時期不能夠及時灌水，造成不可低估的減產(chǎn)。缺乏與灌溉設(shè)施相配套的精準(zhǔn)灌溉指導(dǎo)技術(shù)，是灌概設(shè)施不能發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)而造成生產(chǎn)效益差的主要原因。解決這一問題的關(guān)鍵就在于如何科學(xué)地把握灌溉的適時適量的尺度，改變以往傳統(tǒng)實施灌溉的方法。

目前通用的土壤水分測定方法為烘干稱重法，即利用土鉆將濕土的樣品進(jìn)行稱量，然后放入供箱內(nèi)，使其在105～110℃條件下進(jìn)行烘干，時間以6—8h為宜，一直到恒重為準(zhǔn)，那么，濕土與烘干土的重量之差就是土壤中含水量。這種土壤水分的測定方法簡便易行，不需要太高的專業(yè)技術(shù)，結(jié)果真實可靠；但是此種方法耗時耗力，綜合費用高，還會由于土壤取樣對土壤結(jié)構(gòu)造成損壞，深層進(jìn)行取樣的難度也比較大，而取樣換位還會由于定點測量的技術(shù)局限性而使數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，很多取樣位置不能固定，不適合長期進(jìn)行監(jiān)測，土壤的空間變異性影響也是比較大的。從上面的分析可以看出，傳統(tǒng)的土壤墑情測量法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需要一種自動化程度高，操作簡便、數(shù)據(jù)可靠度高的連續(xù)定位土壤水分測定法。

傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、人工智能技術(shù)都是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的重要組成部分，在這些技術(shù)共同發(fā)展的情況下，具有針對性的多元化應(yīng)用價值的棉花生產(chǎn)精準(zhǔn)指導(dǎo)技術(shù)噴涌而出，這一技術(shù)也必將在農(nóng)田土壤水分的實時采集、傳輸?shù)确矫姘l(fā)揮舉足輕重的作用。本發(fā)明便是利用土壤水勢實時監(jiān)測，針對棉田土壤水分的動態(tài)變化，標(biāo)定土壤水分特征曲線，通過土壤水分特征曲線方程把動態(tài)監(jiān)測到的不同深度土壤水勢值轉(zhuǎn)化為土壤相對含水量，來指導(dǎo)棉花生產(chǎn)中的灌溉。從根本上減少灌溉決策的盲目性和片區(qū)性，為棉花進(jìn)行合理灌溉制度的制訂提供科學(xué)依據(jù)。

現(xiàn)有技術(shù)中存在一種基于冠層高光譜指數(shù)的小麥植株水分監(jiān)測方法的專利文獻(xiàn)，參見圖1所示，該專利文獻(xiàn)利用兩年2個品種、4個不同水分處理下的兩年小麥池栽試驗數(shù)據(jù)，采用減量精細(xì)采樣法，分析350～2500mm波段范圍內(nèi)原始光譜和倒數(shù)光譜的任意兩兩波段組合而成的高光譜指數(shù)與小麥植株含水量和葉層含水量的定量關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于光譜NDVI（R863，R793）和RVI（RC837，RC793）可以監(jiān)測小麥植株水分含量，基于原始光譜NDVI（R1100，R700）和RVI（R893，R805）可以監(jiān)測小麥葉層水分含量。該專利文獻(xiàn)研究結(jié)論為利用高光譜數(shù)據(jù)快速無損監(jiān)測小麥水分狀況提供新的波段組合和理論依據(jù)。但該專利文獻(xiàn)具有如下缺點：（1）利用高光譜測定，其測定時間有限制，只能在天氣晴朗的時候進(jìn)行測定。因此，其測定不夠方便，而且難以滿足水勢的實時監(jiān)測的要求。（2）利用高光譜測定，容易受外界環(huán)境的影響。因此，影響了其測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。（3）高光譜儀器成本較高，不適用于大田生產(chǎn)實際。

發(fā)明內(nèi)容：

針對現(xiàn)有作物水分監(jiān)測方法成本高、易受外界環(huán)境和土壤質(zhì)地影響等問題，本發(fā)明提供了一種利用土壤水勢來指導(dǎo)棉花灌溉量預(yù)警的新方法。通過把動態(tài)監(jiān)測到的水勢值轉(zhuǎn)化為土壤相對含水量，來指導(dǎo)棉花生產(chǎn)中的灌溉量和灌溉時間，從而提高農(nóng)田灌溉用水調(diào)度的準(zhǔn)確性和靈活性，使得推薦結(jié)果實用性更強。