[发明专利]一种指导棉花灌溉量预警的方法

说明书

本发明公开了一种指导棉花灌溉量预警的方法，旨在利用TRS土壤水势测定仪对土壤水势进行动态监控，通过标定土壤水分特征曲线，得出土壤相对含水量和土壤水势的关系；然后通过实验设计，对不同灌溉量与籽棉产量进行差异性分析，得出棉花各生育时期适宜灌溉指标。最终通过把动态监测到的水势值转化为土壤相对含水量，来指导棉花生产中的灌溉量和灌溉时间，从而提高农田灌溉用水调度的准确性和灵活性，使得推荐结果实用性更强，应用范围更广。

技术领域：

本发明属于棉花灌溉量预警技术领域，具体涉及一种指导棉花灌溉量预警的方法。

背景技术：

近些年，我国针对农业综合开发而引起水土不平衡的问题，引进和大面积安装了喷、滴灌系统。这些先进的灌溉方式的引进，在节水和提高农作物产量方面发挥了较大的作用。在拥有了大量的、先进的灌溉设施的同时，显现出了缺乏与之相配套的精准灌溉预警技术，灌溉量和灌溉时间的确定仍凭人为的经验进行。这不仅造成水资源的浪费，而且在棉花的主要时期不能够及时灌水，造成不可低估的减产。缺乏与灌溉设施相配套的精准灌溉指导技术，是灌概设施不能发挥其技术优势进而造成生产效益差的主要原因。解决这一问题的关键就在于如何科学地把握灌溉的适时适量的尺度，改变以往传统实施灌溉的方法。

目前通用的土壤水分测定方法为烘干称重法，即利用土钻将湿土的样品进行称量，然后放入供箱内，使其在105～110℃条件下进行烘干，时间以6—8h为宜，一直到恒重为准，那么，湿土与烘干土的重量之差就是土壤中含水量。这种土壤水分的测定方法简便易行，不需要太高的专业技术，结果真实可靠；但是此种方法耗时耗力，综合费用高，还会由于土壤取样对土壤结构造成损坏，深层进行取样的难度也比较大，而取样换位还会由于定点测量的技术局限性而使数据出现误差，很多取样位置不能固定，不适合长期进行监测，土壤的空间变异性影响也是比较大的。从上面的分析可以看出，传统的土壤墒情测量法已经不适应现代化农业的发展，现代农业需要一种自动化程度高，操作简便、数据可靠度高的连续定位土壤水分测定法。

传感器技术、数据处理技术、计算机技术、网络通讯技术、人工智能技术都是农业信息技术的重要组成部分，在这些技术共同发展的情况下，具有针对性的多元化应用价值的棉花生产精准指导技术喷涌而出，这一技术也必将在农田土壤水分的实时采集、传输等方面发挥举足轻重的作用。本发明便是利用土壤水势实时监测，针对棉田土壤水分的动态变化，标定土壤水分特征曲线，通过土壤水分特征曲线方程把动态监测到的不同深度土壤水势值转化为土壤相对含水量，来指导棉花生产中的灌溉。从根本上减少灌溉决策的盲目性和片区性，为棉花进行合理灌溉制度的制订提供科学依据。

现有技术中存在一种基于冠层高光谱指数的小麦植株水分监测方法的专利文献，参见图1所示，该专利文献利用两年2个品种、4个不同水分处理下的两年小麦池栽试验数据，采用减量精细采样法，分析350～2500mm波段范围内原始光谱和倒数光谱的任意两两波段组合而成的高光谱指数与小麦植株含水量和叶层含水量的定量关系，结果发现基于光谱NDVI（R863，R793）和RVI（RC837，RC793）可以监测小麦植株水分含量，基于原始光谱NDVI（R1100，R700）和RVI（R893，R805）可以监测小麦叶层水分含量。该专利文献研究结论为利用高光谱数据快速无损监测小麦水分状况提供新的波段组合和理论依据。但该专利文献具有如下缺点：（1）利用高光谱测定，其测定时间有限制，只能在天气晴朗的时候进行测定。因此，其测定不够方便，而且难以满足水势的实时监测的要求。（2）利用高光谱测定，容易受外界环境的影响。因此，影响了其测量结果的准确度。（3）高光谱仪器成本较高，不适用于大田生产实际。

发明内容：

针对现有作物水分监测方法成本高、易受外界环境和土壤质地影响等问题，本发明提供了一种利用土壤水势来指导棉花灌溉量预警的新方法。通过把动态监测到的水势值转化为土壤相对含水量，来指导棉花生产中的灌溉量和灌溉时间，从而提高农田灌溉用水调度的准确性和灵活性，使得推荐结果实用性更强。