[發明專利]一種果園灌溉管理方法及系統

有效

• 申請號: 202111243209.7
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN114128608B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 白鐵成;黃健熙;王德勝;張楠楠
• 申請（專利權）人: 塔里木大學;中國農業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王宇楊

1.一種果園灌溉管理方法，其特征在于，包括：

確定世界糧食研究WOFOST模型中待校正的敏感參數；

通過建立有效光合葉面積指數分段方程優化所述WOFOST模型的有效光合葉面積指數和光合作用模塊；

校正優化后的WOFOST模型中待校正的敏感參數以完成所述WOFOST模型的改進；

將設定的土壤基本屬性參數和氣象信息輸入改進后的WOFOST模型，得到水分脅迫系數；

基于所述水分脅迫系數判定果樹水分需求量，并根據所述果樹水分需求量實現果園灌溉管理；

其中，所述通過建立有效光合葉面積指數分段方程優化所述WOFOST模型的有效光合葉面積指數和光合作用模塊，包括：

基于冠層葉面積指數、葉傾角和方位角不同發育階段的空間變化特征及對光能截獲對冠層深度進行分層；

基于冠層深度的分層得到每一層與最頂部冠層有效光合葉面積指數的比例，其計算公式如下：

；

其中，是第層截獲PAI與最頂部冠層PAI的比值，是冠層深度的百分比，γ和δ根據不同生長發育時期實際觀測的每層PAI和冠層頂部的PAI確定；

通過冠層頂部的PAI和每一層的乘積獲得冠層第層的有效光合葉面積指數，并對所述冠層第層的有效光合葉面積指數進行積分得到優化的有效光合葉面積指數；

基于所述冠層第層的有效光合葉面積指數得到第層的光能吸收量，其計算公式如下：

；

其中，表示漫反射消光系數，表示冠層反射系數，表示最頂部冠層的光合有效輻射通量，表示冠層第層的有效光合葉面積指數；

對所述第層的光能吸收量進行積分計算得到總光能吸收量；

基于所述總光能吸收量采用水分脅迫系數得到實際總光合速率，以實現光合作用模塊的優化，其計算公式如下：

?；

其中，表示最大二氧化碳同化速率，表示光能利用效率，值根據實測水分脅迫和二氧化碳同化速率進行擬合與校正確定。

2.根據權利要求1所述的果園灌溉管理方法，其特征在于，確定WOFOST模型中待校正的敏感參數包括：

通過對試驗區觀測的果樹進行不同發育時間段的有效積溫標定WOFOST模型中物候學發育時間參數，并獲取WOFOST模型作物參數，并根據獲取的作物參數得到總地上生物量、葉面積指數、果實產量和水分運移模擬結果；

分析所述WOFOST模型作物參數對總地上生物量、葉面積指數、果實產量和水分運移模擬結果的敏感性和不確定性，得到各作物參數對所述WOFOST模型輸出總方差的直接貢獻率，并按照貢獻率由大到小排序后篩選出靠前的預定個數的作物參數作為待校正的敏感參數。

3.根據權利要求2所述的果園灌溉管理方法，其特征在于，所述通過對試驗區觀測的生物進行不同發育時間段的有效積溫標定WOFOST模型中物候學發育時間參數，包括：

獲取最大閾值發育溫度和最低閾值發育溫度，并根據每日平均溫度函數計算有效累積溫度總和；其中，所述平均溫度函數的公式如下：

；

；

；

其中，為每日有效溫度，為最大閾值發育溫度，若溫度高于最大閾值，果樹停止發育，為最低閾值發育溫度，若溫度低于最低閾值，果樹停止發育，為每日平均溫度；

基于所述有效累積溫度總和確定開始發育到萌芽、萌芽到開花、開花到成熟的物候學發育長度；

基于所述物候學發育長度并通過觀測萌芽、花開和成熟時間得到并標定開始發育到萌芽時的有效積溫和、萌芽到開花時的有效積溫和及開花到成熟時的有效積溫和。