[发明专利]基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法

说明书

基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，本发明基于农田土壤最大储水容量数据，结合经典统计学和地统计学方法，分别分析了其在不同深度的变异规律、合理的采样数目及具体布设位置。以国家节水灌溉工程技术研究中心大兴试验基地附近大约3.645km²为实例，研究表明土壤最大储水容量在0‑40cm与0‑80cm深度均满足正态分布，其变异系数分别是14.96％、13.56％，表现为中等程度的变异；运用经典统计方法获得在置信区间90％，采样误差10％的情况下0‑40cm的合理采样数6个，0‑80cm的合理采样数5个。在地统计分析方法基础上，借助软件Arcgis、surfer可知土壤最大储水容量在0‑40cm和0‑80cm深度均具有中等程度的空间相关性，得到相应的空间相关域，在等值线图中确定采样点的具体坐标，并通过误差分析验证所选的采样点满足采样精度。

技术领域

本发明属于土壤水分分析技术领域，尤其与一种基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法。

背景技术

水资源紧缺已经是现今社会备受关注的问题之一，为了解决水资源浪费问题，实现可持续发展，在农业方面必须推进节水灌溉农业技术的发展，而土壤墒情监测研究对节水农业的发展、水资源的高效利用具有着重大意义。通过研究作物田间土壤墒情监测点及变化规律，根据作物不同时期及降雨信息建立土壤墒情预测模型，为制定科学合理的灌溉制度、调整农田灌溉用水计划、对作物进行适时适量灌溉提供理论依据，从而提高农业用水的利用效率。

在田间土壤墒情监测过程中，土壤测墒点的数量及位置对监测精度有着一定的影响，由于农田土壤含水率存在空间变异性，必须考虑它的变异规律，并且空间变异研究也成为了现今农业研究的理论基础。近年来，国内外许多学者在土壤水分空间变异和测墒点的合理数目以及优化布设方面做出了大量的研究。张继光、杨贵羽等研究发现在确定合理取样数时应同时考虑统计特征和土壤的空间结构性；龚邵琦等在太湖利用地统计学研究水质参数空间变异特征研究,并确定每项参数所必需的合理取样数目；杨风亮、李芳松等研究发现在棉花膜下滴灌田墒情监测点应布置在距滴灌带47cm范围内即可,不宜布置在更远处；谢恒星等以烟台苹果园为例研究发现土壤含水量分布状况是影响其合理取样数目的最主要的因素；姜城、孙永健、赵倩倩等利用地统计学方法研究土壤合理采样数目；陈坤等研究发现在120m×90m的膜下滴灌加工番茄区域内，其平均地块全方向的变程值为23.81m，在置信水平95％，采样误差5％μ的条件下，合理的采样数目为18～20个。

现今关于土壤合理采样数目的研究多以土壤含水率数据为基础，因为土壤含水率具有时空变异性，在不同时期总会有差异，每一次的数据仅能代表这段时期的土壤墒情，导致计算不同时期的合理采样点总有变化。

发明内容

针对上述背景技术存在的问题，本发明旨在提供一种基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，本发明以土壤的最大储水容量数据为基础，结合经典统计方法和地统计分析方法共同研究优化土壤测墒点的布设。

为此，本发明采用以下技术方案：基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，包括以下步骤：

步骤一：将实验田均匀划分为多个小区，每个小区内取4层样点土样，其深度分别为0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm；

步骤二：采用烘干法获取土壤含水率。将样点土样进行风干破碎过筛后，进行土壤颗粒分级分析，激光粒度仪测定样品的粒径范围为0.02-2000μm，在土壤粒径分析的基础上，借助SPAW软件，输入土样的粘粒及砂粒含量获得土样的土壤类型、土壤容量和土壤最大储水容量；

步骤三：将步骤二中所获取的土壤最大储水容量数据，输入软件SPSS19.0进行正态检验，并对不同深度土壤最大储水容量进行描述性统计分析；

步骤四：运用软件surfer12.0绘制空间等值线图，了解土壤最大储水容量的空间分布情况；