[发明专利]一种滴灌水肥一体化灌溉施肥方法

说明书

本发明是关于一种滴灌水肥一体化灌溉施肥方法，属于灌溉施肥领域。该方法包括：获取作物目标施肥时期的根系标准化分布特征值、土壤属性参数和滴灌系统布置参数；基于上述参数，构建水分和肥料运移模拟模型；设置多组灌水施肥组合，将每组的参数输入到模拟模型中，得到灌水施肥后水分和每种肥料运移分布特征；基于水分和每种肥料运移分布特征，得到水分和每种肥料标准化分布特征值；基于水分和每种肥料标准化分布特征值与根系标准化分布特征值，得到水分和每种肥料分布与根系分布的一致性指数；通过水分和每种肥料分布与根系分布的一致性指数，得到每组灌水施肥组合的综合指数；选取综合指数值最高的一组设定为作物目标施肥时期的灌溉施肥模式。

技术领域

本发明涉及灌溉施肥领域，特别涉及一种滴灌水肥一体化灌溉施肥方法。

背景技术

通过滴灌水肥一体化技术将作物所需的水分和肥料直接运送到作物根区，实现水肥一体化，已成为解决农业用水短缺和水肥利用率低的一种重要方法，在世界范围内得到广泛应用。但是，现有滴灌水肥一体化技术主要存在两方面问题。

一方面，传统滴灌水肥一体化技术在整个灌溉施肥过程中将工作压力和灌水器流量设定为恒定值，在灌溉过程中湿润区形状可调控性差，然而生育期内作物根系分布具有持续变化特征，两者的不协调导致部分时期滴灌湿润区与作物根区位置不一致，大量灌溉水无法被作物直接吸收利用。

另一方面，传统滴灌水肥一体化技术对运行管理参数的选取是根据灌溉水需求进行的。但是除灌溉水外，肥料也是滴灌系统发挥效益的关键。传统技术中仅依据灌溉水进行运行管理参数的选取的原则已不能满足灌溉水和肥料协同发展的需求。

申请人发现现有的滴灌水肥一体化技术存在以下缺陷：

1)肥料随灌溉水在土壤中运移时，两者具有明显的不同步性特征，部分肥料呈现出易随水运移特征，而部分肥料受土壤颗粒吸附特征明显，水分和肥料运移的不一致导致水分和肥料与作物根系的契合程度不够。传统滴灌水肥一体化技术中设定恒定的工作压力及灌水器流量，会影响作物根系对水分和肥料的吸收，进而影响水肥利用效率提高；

2)传统技术在灌溉制度制定时，仍以作物需水要求为准则，较少考虑作物根系对肥料的需求，导致在一种灌溉施肥过程中，如果灌水量过小，肥料会出现未能运移至作物根区的情况下，而在另一种灌溉施肥过程中，如果灌水量过大，那么大量肥料会运移至根系分布低密度区，不利于作物对肥料的吸收利用；

3)传统技术在制定施肥运行方式时，即使考虑肥料的运移分布特征，往往也仅考虑一种肥料的运移分布特征，无法满足多种肥料与作物根区同时高度契合的需求，进而无法保障多种肥料吸收利用效率的共同提高。

因此，在灌溉领域，尤其是利用水肥一体化技术灌溉施肥时，急需一种将灌溉水、多种肥料和作物根系分布均考虑在内的灌溉施肥方法。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种滴灌水肥一体化灌溉施肥方法，可以提高灌溉过程中的水肥利用率。技术方案如下：

本申请实施例提供了一种滴灌水肥一体化灌溉施肥方法，所述方法包括：

获取作物目标施肥时期的土壤剖面根系标准化分布特征值、土壤属性参数和滴灌系统布置参数；

基于所述土壤属性参数和所述滴灌系统布置参数，构建灌水施肥过程中土壤根区内水分和肥料运移模拟模型；

设置多组灌水施肥组合，每组灌水施肥组合的参数包括灌水器流量、灌水量和每种肥料的施肥模式；

将每组灌水施肥组合的参数输入到所述灌水施肥过程中土壤根区内水分和肥料运移模拟模型中，模拟得到灌水施肥后水分运移分布特征和每种肥料运移分布特征；

基于灌水施肥后所述水分运移分布特征和所述每种肥料运移分布特征，分别得到水分标准化分布特征值和每种肥料标准化分布特征值；