[发明专利]一种阻控及评价土壤优先流程度的方法及系统

说明书

本公开提出了一种阻控及评价土壤优先流程度的方法及系统，包括：大田染色示踪试验步骤：待染色示踪试验完成后，采集染色剖面图像；图片处理及像元素提取步骤：对染色剖面图像进行处理将图像处理为一个由黑色和白色组成的二元信息矩阵，然后将图片转化为位图格式；参数计算与优先流程度评价步骤：选取具有代表性的优先流最大入渗深度、土壤剖面染色面积比、基质流区深度和优先流分数；优先流程度响应分析步骤：分析灌溉量水平与优先流指标的线性相关关系；对相同灌溉量下，不同量生物炭处理下的指标进行检验分析。

技术领域

本公开涉及土壤耕作技术领域，特别是涉及一种阻控及评价土壤优先流程度的方法及系统。

背景技术

所谓优先流，即水分和溶质沿着土壤中的优先路径(土壤的干缩裂隙、根系生长产生的根孔和动物活动的通道等)快速迁移到土壤深部和地下水中的现象。优先流发生的先决条件是土壤中存在着其运移的通道，即优先路径的存在，其次需要水动力条件的驱动。

研究表明，优先流现象在土壤中普遍存在绝非特例，土壤中约有70％-85％的水分运动与优先流有关，被公认为是土壤中潜在的重要渗透机制。农田土壤中的优先流路径可引起水肥输送过程中养分的加速运动，进而造成肥料利用效率低、污染地下水等问题。

发明内容

本说明书实施方式的目的是提供一种阻控及评价土壤优先流程度的方法，来提高水肥利用效率。

本说明书实施方式提供一种阻控及评价土壤优先流程度的方法，具体采用以下技术方案：

包括：

大田染色示踪试验步骤：在大田中取若干个一定规模样方，在样方深耕土层中加入设定水平的生物炭，将生物炭与土壤混合均匀，在样方上方以一定流速，将预制的不同量的能够染色且不易被土壤颗粒所吸收的溶液自土壤表层均匀的灌入，待染色示踪试验完成后，采集染色剖面图像；

图片处理及像元素提取步骤：对染色剖面图像进行处理将图像处理为一个由黑色和白色组成的二元信息矩阵，然后将图片转化为位图格式；

参数计算与优先流程度评价步骤：选取具有代表性的优先流最大入渗深度、土壤剖面染色面积比、基质流区深度和优先流分数；

优先流程度响应分析步骤：分析灌溉量水平与优先流指标的线性相关关系；对相同灌溉量下，不同量生物炭处理下的指标进行检验分析。

进一步的技术方案，样方的长宽为50cm×50cm。

进一步的技术方案，在不同样方深耕土层中加入0t/hm²、20t/hm²和40t/hm²的生物炭。

进一步的技术方案，若干个一定规模样方均匀地分布在大田，每个样方之间有一定距离的间隔，每个样方上方较四周挖低。

进一步的技术方案，能够染色且不易被土壤颗粒所吸收的溶液亮蓝溶液，亮蓝为常用的食品添加剂，易溶水呈蓝色。

进一步的技术方案，灌溉时定期检查土壤表面，以确保积水不溢出，灌溉完成后用篷布遮盖上层，防止试验过程中其它外部因素对试验产生影响。

进一步的技术方案，对染色剖面图像进行处理时，依次进行染色剖面图像几何校正、光照校正、色彩校正，后通过颜色替换、反相、阈值功能对染色剖面进行处理，选择灰度模式，最终将图像处理为一个由黑色和白色组成的二元信息矩阵。

进一步的技术方案，优先流最大入渗深度为土壤水分入渗的深度，即优先流达到的最大深度；

土壤剖面染色面积比，为优先流区染色面积占总面积的百分比；

基质流区深度，染色面积达到80％以上区域所对应的深度为基质流区深度；