[發明專利]一種膨脹性砂姜黑土的控水防龜裂的改良方法和裝置

有效

• 申請號: 201810329791.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108668550B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 李曉鵬;劉建立;閆一凡;鄒曉娟;紀景純;趙原
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00;A01G25/00
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務所 32332
• 代理人: 張佳妮

1.一種膨脹性砂姜黑土的控水防龜裂的改良方法，其步驟包括：

（1） 測量0-20 cm 耕層土壤田間持水量θ_1f 和20-50 cm 耕層之間土壤田間持水量θ_2f；

（2） 利用土壤張力計監測土壤水勢，利用圖像采集傳輸裝置監測土壤表面形態；

（3） 當被監測的0-20 cm 耕層土壤水勢小于-70 kpa 或被監測的土壤表面出現肉眼可見明顯裂隙時，確定需要對土壤進行灌溉；

（4） 利用土壤含水量監測系統監測0-20cm 耕層土壤含水量θ₁ 和20-50 cm 耕層之間土壤含水量θ₂，并根據 0-20 cm 耕層土壤田間持水量 θ_1f 和 20-50 cm 耕層之間土壤田間持水量 θ_2f 確定灌溉水量，灌溉量的計算方法為： I =[（θ_1f - θ₁）×0.2+（θ_2f – θ₂）×0.3]×10⁴，式中，I 為灌溉量，單位為 m³/ hm²，θ_1f、θ_2f、θ₁、θ₂ 單位為 cm³/ cm³；

（5） 利用精量灌溉系統對土壤進行灌溉。

2.根據權利要求 1 所述的膨脹性砂姜黑土的控水防龜裂的改良方法，其特征在于：所述肉眼可見明顯裂隙是指裂隙最大寬度≥0.5 cm。

3. 根據權利要求 1 或 2 所述的膨脹性砂姜黑土的控水防龜裂的改良方法，其特征在于：所述圖像采集傳輸裝置固定于土壤表面上方 1 m，鏡頭垂直向下，所述圖像采集傳輸裝置的有效像素在500 萬以上，對應地面分辨率小于 1 mm。

4. 根據權利要求 3 所述的膨脹性砂姜黑土的控水防龜裂的改良方法，其特征在于：所述含水量的測量由 FDR 式土壤含水量傳感器來實現，所述 FDR 式土壤含水量傳感器共2 支，分別掩埋于土壤10 cm 和 35 cm 深度，用以代表 0-20 cm 耕層和 20-50 cm 耕層之間土壤，所述土壤張力計為數字式土壤張力計，掩埋于土壤 20 cm 深度。

5.一種膨脹性砂姜黑土的控水防龜裂裝置，由土壤水勢監測系統、土壤表面形態影像監測系統、土壤含水量監測系統、數據處理系統和精量灌溉系統組成；

所述土壤水勢監測系統包括掩埋于土壤中的張力計，以及收集張力計數據并與數據處理系統進行通訊的有線/無線通訊設備；

所述土壤表面形態影像監測系統包括設置于土壤上方1m高度的圖像采集傳輸裝置，以及收集圖像采集數據并與數據處理系統進行通訊的有線/無線通訊設備；

所述土壤含水量監測系統包括掩埋于土壤中的土壤含水量傳感器，以及收集傳感器數據并與數據處理系統進行通訊的有線/無線通訊設備；

所述數據處理系統接收土壤張力計、圖像采集傳輸裝置的數據并分析處理，根據處理結果決定是否啟動精量灌溉系統，并根據土壤含水量傳感器數據確定灌溉量；

所述精量灌溉系統包括與數據處理系統進行通訊的有線/無線通訊設備以及灌溉設備，由數據處理系統控制實現對土壤的精量灌溉。

6.根據權利要求 5 所述的控水防龜裂裝置，其特征在于：所述土壤含水量傳感器為FDR式土壤含水量傳感器，有 2 支，分別掩埋于土壤 10 cm 和 35 cm 深度。