[發(fā)明專(zhuān)利]一種稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111587848.5
• 申請(qǐng)日: 2021-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114208627B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳濤濤;金治雄;張姝;李博昊;王博;于建明;李佳偉;劉浩然;李超;沈佩瑤;陳子健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A01G25/00
• 分類(lèi)號(hào): A01G25/00;A01G25/16;E03B3/02
• 代理公司: 沈陽(yáng)銘揚(yáng)聯(lián)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21241
• 代理人: 呂敏

一種稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。包括控制模塊及與其連接的分別設(shè)置于稻田的土壤剖面溶液自動(dòng)采集模塊、田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測(cè)模塊和稻田灌溉排水決策模塊，控制模塊通過(guò)定時(shí)控制器連接土壤剖面溶液自動(dòng)采集模塊，控制其定時(shí)采樣；控制模塊根據(jù)田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測(cè)模塊的水位差，控制稻田灌溉排水決策模塊的灌溉或排水，控制模塊檢測(cè)并跟蹤記錄采集的數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)不同空間位置同步采集功能，可用于灌區(qū)土壤養(yǎng)分、鹽分和重金屬等溶質(zhì)的全時(shí)段監(jiān)測(cè)；可實(shí)現(xiàn)原位稻田滲漏通量動(dòng)態(tài)跟蹤功能，顯著提高稻田灌溉精度、助力智慧水利發(fā)展；且功能豐富、造價(jià)低廉、經(jīng)久耐用、維護(hù)方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種稻田智能灌排及土壤剖面溶液?采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

稻田滲漏是稻田水分平衡過(guò)程中的重要組成部分，其滲漏總量高達(dá)稻田耗?水量的50％～80％，是導(dǎo)致稻田水分利用率低下的根本原因。而在稻田發(fā)生滲?漏的同時(shí)，必然會(huì)伴隨著土壤養(yǎng)分、農(nóng)藥、重金屬和鹽分等溶質(zhì)的淋失，這不?僅會(huì)造成水肥資源的浪費(fèi)，還會(huì)產(chǎn)生地下水污染，造成一系列農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)?題。因此，稻田滲漏和稻田養(yǎng)分、農(nóng)藥、重金屬和鹽分等溶質(zhì)的淋溶損失一直?都是全球?qū)W者和政府部門(mén)關(guān)注的重點(diǎn)。

原位稻田溶質(zhì)淋失準(zhǔn)確檢測(cè)的兩個(gè)難題分別是：①不同深度土壤剖面溶液?的采集，②稻田滲漏通量的準(zhǔn)確測(cè)定。現(xiàn)有的離心法、提取法、置換柱法和壓?濾法均屬于破壞性采樣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)原位觀測(cè)。而測(cè)滲法，安裝時(shí)對(duì)土壤的擾動(dòng)?較大，鹽基離子在測(cè)滲漏計(jì)中容易積累，導(dǎo)致結(jié)果往往偏大。常用的蒸滲儀法?不僅成本昂貴，而且蒸滲儀檢測(cè)結(jié)果多為模擬條件下人為控制的結(jié)果，難以反?映原位稻田實(shí)際淋失情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)?測(cè)系統(tǒng)，擬解決原位稻田滲漏和溶質(zhì)淋失觀測(cè)的問(wèn)題。該系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)?控、傳輸和決策于一體的智能交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了土壤水平位置和垂直深度土壤?溶液精準(zhǔn)、及時(shí)和批量采樣，不同養(yǎng)分、鹽分和重金屬等淋失通量觀測(cè)，功能?豐富、造價(jià)低廉、經(jīng)久耐用。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括控制模塊及?與其連接的分別設(shè)置于稻田的土壤剖面溶液自動(dòng)采集模塊、田面蒸騰蒸發(fā)滲漏?監(jiān)測(cè)模塊和稻田灌溉排水決策模塊，所述控制模塊通過(guò)定時(shí)控制器連接土壤剖?面溶液自動(dòng)采集模塊，控制其定時(shí)采樣；控制模塊根據(jù)田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測(cè)?模塊的水位差，控制稻田灌溉排水決策模塊的灌溉或排水，控制模塊檢測(cè)并跟?蹤記錄采集的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，在稻田無(wú)外排水的情況下，所述田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測(cè)模塊包?括有底桶和物聯(lián)網(wǎng)超聲波水位計(jì)A、B，在有底桶內(nèi)外分別設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)超聲波水?位計(jì)A、B，監(jiān)測(cè)生育期內(nèi)有底桶內(nèi)外水位，同時(shí)確保有底桶內(nèi)外水稻種植密度?和水肥管理方式一致；扣除降水量后，有底桶內(nèi)每日水位差即為原位稻田蒸騰?蒸發(fā)量，有底桶外每日水位差即為原位稻田的耗水量，有底桶內(nèi)外二者之差即?為滲漏通量，實(shí)際稻田水位差即為原位稻田的耗水量。

進(jìn)一步地，在稻田水外排存在橫向滲漏的情況下，所述田面蒸騰蒸發(fā)滲漏?監(jiān)測(cè)模塊包括有底桶、無(wú)底桶及物聯(lián)網(wǎng)超聲波水位計(jì)A、B，在有底、無(wú)底桶內(nèi)?分別設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)超聲波水位計(jì)A、B，監(jiān)測(cè)生育期內(nèi)有底、無(wú)底桶內(nèi)水位，同時(shí)?確保有底、無(wú)底桶內(nèi)水稻種植密度和水肥管理方式一致；扣除降水量后，有底?桶內(nèi)每日水位差即為原位稻田蒸騰蒸發(fā)量，無(wú)底桶內(nèi)每日水位差即為原位稻田?的耗水量，有底、無(wú)底桶內(nèi)水位之差即為滲漏通量。

進(jìn)一步地，所述有底桶、無(wú)底桶高度、直徑及埋入深度相同。

進(jìn)一步地，所述有底桶的高度60cm，直徑40～100cm，埋入深度為35～45?cm。