农田玉米土壤墒情远程监测云平台的设计与应用

[目的]研发农田玉米土壤墒情远程监测云平台,获取实时动态农田玉米土壤墒情信息,为玉米科学灌溉提供数据支持,以保证夏玉米高产稳产.[方法]采用GPRS网关接入互联网,433 Mhz无线电组成本地局域网的方式,在河南省永城市等市(县)的玉米田地安置土壤墒情监测点,对土壤墒情信息进行自动采集和分析.[结果]土壤墒情远程监测云平台能够实现玉米大田土壤墒情的实时动态监测、在线地图定位、历史数据查询和统计分析及短信预警等功能.自2015年以来,在河南省永城市、汝州市、西华县和原阳县等市(县)进行应用,测试结果表明,该云平台可准确地对农田玉米土壤墒情的变化规律进行长期实时定位监测;通过土壤墒情监测数据分析可知,其监测数据可以真实反映农田玉米土壤墒情实际状况.[结论]设计的土壤墒情远程监测云平台能够满足农田玉米土壤墒情科学监测需求,为玉米实现精准灌溉提供了在线数据采集与分析平台.     

基于彭曼公式的膜下滴灌棉田灌水量研究

[目的]探讨基于彭曼公式,膜下滴灌棉田不同灌溉量对棉花生长的影响.[方法]基于彭曼公式,设计一定梯度的灌溉处理,结合气象数据和土壤墒情,进行小区试验,分析干物质积累、水分消耗的变化规律,研究干物质积累、产量与耗水量的关系.[结果]棉花各生育时期干物质积累趋势符合“S”型变化规律;基于彭曼公式推荐灌溉量下的土壤储水量基本上处于棉花各个生育期需水的适宜状态,在未对棉花生长造成胁迫的前提下,对土壤水分利用充分,起到了节水的作用;棉田日蒸散量在整个生育时期呈现“低-高-低”的趋势;从干物质日积累和日耗水量拟合结果来看,其2=0.857 8,说明两者之间具有显著的相关性;建立了籽棉产量与灌溉置的回归模型:Y=-0.010 8 x2+ 7.9069 X-1 029.9 R2=0.926 2).[结论]以彭曼公式为理论指导膜下滴灌棉花的灌溉量,基本符合棉花各个生育时期的需水规律.     

滴灌自动化系统的大田应用示范

农八师一三六团引进滴灌自动化系统进行大田应用示范.该系统通过主控制器、电缆连接远程扩展(CRTU)通讯板和传感器,采集多项参数(包括土壤湿度、蒸发量、温度等气象数据),结合作物需水规律,实现自动适时定量灌溉.省略以往滴灌需人工开关球阀的繁琐工序,降低了劳动强度,提高了工作效率,承担500(666.7米2)棉田的灌溉任务.     

基于FY-3/MERSI数据监测棉花完整生长季长势的计算方法

[目的]采用归一化植被指数(NDVI)监测棉花完整生长季长势,为棉花管理决策提供参考.[方法]使用FY-3/MERSI数据计算NDVI,旬最大值合成,分别使用归一化权重法和均值法计算石河子地区143团2009 ～2012年棉花生长季NDVI,结合实测光谱数据对比分析归一化权重法和均值法计算结果的差异及143团棉花长势分布特征.[结果](1)石河子143团棉花长势2009年＞2011年＞2010年＞2012年;大面积棉田斑块中北部、西部长势较好;小面积棉田斑块和大面积棉田斑块的南、西部边缘长势较差.(2)在监测棉花生长季长势上,归一化权重法＞均值法.(3) FY-3/MERSI数据在监测大面积棉花长势时效果较好,对小面积棉田以及大面积棉田的边缘监测时效果较差.[结论]在计算棉花整个生长季NDVI,归一化权重法优于均值法.     

兵团农六师一〇五团推广作物智能化灌溉物联网平台建设初探

基于物联网技术的智能化微灌系统能够实现精准灌溉,是干旱区农业可持续发展的有效途径。该文采用物联网技术,根据作物灌溉决策与管理的实际需求,设计并实现了作物智能化微灌系统。该系统解决了示范区墒情监测布点缺乏依据的困难和关键硬件产品进口价格过高、难以推广等问题,实现了农田墒情实时监测、数据远程传输和灌溉自动控制功能,为农业灌溉远程管理提供物联网应用平台。     

农田土壤墒情远程监测及预警系统的设计与实现

介绍了土壤墒情的概念和监测的必要性,提出通过物联网手段建设农田土壤墒情远程监测及预警系统并对其进行了设计。系统主要包括数据层、系统应用层及客户界面层。通过该系统可实现农田土壤墒情远程采集、评价、监控预警及灌溉决策等功能。     

基于GIS的花溪森林火险等级预报系统研究

[目的]通过对花溪区温度、湿度、风等各气象因子的分析,并结合气象数值预报产品,建立了花溪区森林火险等级预警模型.[方法]采用GIS二次开发方式,构建了森林火险等级预报系统.[结果]实现了花溪区自动气象站温度、雨量、风向风速、相对湿度等气象资料的实时监测和显示、高温及大风报警、森林火险监测预警等功能,该系统的建设为花溪区森林火险预防和决策指挥提供了气象科学技术支撑.[结论]该研究结合实时气象资料数据,能对花溪区森林火险进行预警监测,及时为各相关部门提供森林火险等级气象服务.     

棉花膜下滴灌决策支持系统研究*

实现棉花膜下滴灌水分实时管理与自动控制,是新疆节水技术发展的必然要求。结合新疆生产实践,自主研发的棉花膜下滴灌决策支持系统以数据库、模型库、知识库和方法库为技术核心,通过田间传感器进行数据实时采集、计算、分析与决策,由控制系统发送决策指令来控制灌溉设备开闭提高了灌溉的时效性     

土壤墒情自动监测系统的开发与应用

为了对作物生长发育期间的灌溉、施肥或排水措施决策提供技术支持,以计算机网络为通讯平台,以数据库为核心,开发集数据采集与数据管理为一体的土壤墒情自动监测信息系统,使墒情采集、动态监测、数据管理及共享服务融为一体。建立7个监测示范站与管理中心,实现一站式获取土壤墒情数据、连续监测和实时查看数据,实现监测点数据自动采集、储存等功能,并提供从网站、C/S客户端与手机等方式数据查询。     

新疆塔城地区南部棉花冷害监测预警指标研究

利用新疆塔城地区南部沙湾、乌苏气象观测站地面气象实测数据及同期棉花生育期观测资料,建立以旬为单位的模糊隶属度函数以计算热量指数,进而开发基于CIMISS数据环境的棉花热量条件监测预警业务系统,结合热量条件、棉田观测等情况对棉花低温冷害进行综合判识,实现对棉花冷害的动态监测和及时预警服务,最大程度减轻低温冷害对棉花生产的影响。     

基于MapInfo的棉花土壤施肥推荐及信息管理系统的研究

以新疆兵团农五师81团为研究对象,针对土壤肥力信息数据在农业生产中的重要作用,应用MapInfo与Delphi集成技术和组件式GIS模块,依据区域土壤肥力差异、作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应等众多因素,建立了集棉田土壤养分信息管理、土壤模型施肥推荐、GIS图形信息管理于一体的新疆农五师81团棉田土壤肥力信息管理与施肥推荐决策系统。     

棉花土壤肥力管理及施肥在线咨询系统关键技术研究

以农五师81团为系统试行和合作地点,采用"Web浏览器/Web服务器/数据库服务器"三层结构设计,构建了一个具有较强兼容性、层次性和安全性的网络化棉花土壤肥力管理及施肥在线咨询系统,具有系统管理、数据管理、施肥推荐、土壤评价、方案评估、土地信息查询、资料上传下载等功能.系统的测试应用结果表明,该系统具备较强的远程预测、决策支持与动态调控功能,同时实现了在JSP 环境下用POI组件动态产生Excel报表的方法,从而为构建网络化在线咨询系统及其它作物基于Web应用的管理决策支持系统奠定了基础.     

基于GIS的土壤肥力信息管理及棉花施肥推荐支持决策系统研究

 以新疆兵团农七师 12 5团为例 ,探讨建立了乡镇、团场级土壤肥力信息管理和棉花施肥推荐支持决策系统。通过应用地理信息系统 (GIS)、数学模型等方法建立了土壤肥力评价模型和评价体系 ,结合肥料试验建立了棉花施肥推荐支持决策系统。系统具有生成乡镇、团场地理信息土壤肥力分布图、分析土壤肥力资源、提供棉花施肥咨询与配方推荐等功能。系统应用的结果表明 ,12 5团土壤肥力大多处于中等水平 ,高、中、低肥力土壤的面积所占比例分别为 30 .5 %、4 1.5 %和 2 8.0 % ;2 0 0 0年推广 2 .87万ha,每公顷节约化肥投入成本 114元 ,增产皮棉 12 3kg ,合计节本、增效 15 84万元     

枣园滴灌下土壤水分含量日变化特征的研究

[目的]为枣园滴灌及水肥耦合提供理论数据支持。[方法]以农二师36团戈壁地滴灌枣园为试验材料,用手持式土壤水分测量仪测量在相同滴头流量下不同滴灌时间上枣园土壤水分的时空变化。[结果]在滴水6 h后0,cm处垂直深度中最大含水量位于30 cm处,为20.9%;在滴水24 h后0,cm处垂直深度中最大含水量位于20 cm处,为22.3%;在停水12 h后0,cm处的垂直深度最大含水量位于0 cm处,为6.1%。[结论]戈壁地枣树的根系主要集中在30 cm处。     

新疆梨树上苹果锈果类病毒的检测与全序列分析

[目的]检测并分析新疆和静县223团场多年生早熟梨树上的苹果锈果类病毒(ASSVd).[方法]对采自新疆和静县223团多年生早熟梨的枝条和叶片样品进行RNA抽提,经RT-PCR技术鉴定检测.[结果](1)多年生早熟梨树检测到苹果锈果类病毒,得到2条ASSVd核酸序列(JX861258～JX861259),所得序列与G enBank中已报道的国内外ASSVd序列同源性达86;以上.(2)原位RT-PCR检测进一步表明ASSVd的RNA阳性信号主要位于叶片叶肉组织的细胞核内.[结论]通过序列分析比对,各寄主上的ASSVd分离物核酸序列变异较小,地域和品种间核酸序列无明显差异.建立了优化的RT-PCR检测及原位RT-PCR检测方法,为果树ASSVd的快速检测奠定了良好的基础.     

棉田土壤养分分析与土壤墒情监测系统应用

【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。     

不同布点方式的膜下滴灌棉田土壤水分的空间变异研究

以新疆生产建设兵团石河子国家农业科技园区的膜下滴灌棉田作为试验区,采用随机法布点方式和均匀布点方式,利用地统计学理论分析了棉花膜下滴灌条件下土壤含水率的空间变异规律。结果表明,随机采样布点方式优于均匀采样布点方式;膜下滴灌棉田不同采样方式下的0~20 cm层的变异性变化最大,其它层的变化较小;膜下滴灌棉田土壤含水率20~40 cm和40~60 cm层的空间变异强度属弱变异,60~80 cm和80~100 cm层的空间变异强度属弱变异及中等变异。     

基于土壤水势的棉花滴灌预警模型研究

[目的]研究膜下滴灌棉花不同土层深度土壤水势变化及与棉花功能叶片水势之间的关系,实现土壤水分的实时监测。[方法]利用水势测定仪测定土壤水势,并建立基于土壤水势的棉花滴灌预警模型。[结果]土壤水势在20~40 cm土层变化幅度较大,土壤水势(x)与棉花功能叶的凌晨叶水势(y)之间的关系:0~20 cm土层的方程式为y=-0.000 7x~2-0.028 3x-1.394 3(R~2=0.964 3),20~40 cm土层的方程式为y=-0.000 8x~2-0.046 6x-1.8 093(R~2=0.948 2)。通过田间验证预测精度较高(R~2=0.945 7)。[结论]该研究为膜下滴灌棉花灌溉补水和水分实时监测预警提供参考。     

膜下滴灌灌溉制度对棉田土壤水分变化及产量的影响研究

[目的]以田间实测数据为基础,研究膜下滴灌灌溉制度对土壤水分变化及棉花产量的影响.[方法]试验根据不同灌溉定额和不同灌水次数设计了12个处理,在灌水前1 d利用中子土壤水分仪测定宽、窄行的10、20、40、60、80和100 cm深度处中子数,灌水间隔1 d后重复此过程,然后将中子数转换为土壤含水率,同时将不同处理条件下棉花产量和灌溉水分生产率进行对比.[结果]灌水次数为16次,不同灌溉定额处理下,10 cm深度处灌水前后宽窄行土壤含水率变化不明显.灌水次数为10次,灌溉定额为4 500、5 100 m3/hm2时,棉花生长区域土壤水分出现了深层渗漏,而其它处理条件下,均未出现深层渗漏.灌溉定额为3 900 m3/hm2,灌水次数为16次的处理产量最高,灌溉定额为4 500 m3/hm2的处理节水效率达到11.8;,在灌水次数为16、13次时,减产幅度仅为5.5;和3.1;.灌溉定额为3 900 m3/hm2的2、10处理水分生产率较高,均在1.6 kg/m3以上.[结论]灌溉定额越大,灌水次数越少,灌水后宽窄行含水率增大趋势越明显,越容易出现深层渗漏.灌溉定额越大,产量并不是越高,其灌溉水分生产率也不是很好,而中等灌溉定额的产量较高,灌溉水分生产率也是最好的.因此,设计灌溉制度时,应尽量选择中等灌溉定额和灌水次数,同时达到提高产量和节水的效果.     

利用OLE技术集成Delphi与MapInfo开发棉田土壤肥力信息管理与施肥决策系统

以新疆兵团农五师81团为系统试行和合作地点,针对土壤肥力信息数据在农业生产中的重要作用,将Delphi强大的数据库编程能力和MapInfo的图形表达能力有机结合,实现了MapInfo的集成二次开发,建立了集棉田土壤养分信息管理、土壤施肥推荐、GIS条田图形信息管理功能于一体的新疆农五师81团棉田土壤肥力信息管理与施肥推荐决策系统.