土壤水分传感器实用性能对比研究

该文针对时域反射法（TDR）、频率分解法（FD）型土壤水分传感器和中国农业大学研制的基于驻波率原理（SWR）的新型土壤水分传感器,在德国北部典型的沙壤土、黄土、含煤沙土及含铅壤土土样上做了试验.根据采集的数据进行方差分析,结果表明:SWR型土壤水分传感器是一种高精度、高可靠性、受土壤质地影响不明显的快速土壤水分测量传感器,其性能可与世界先进TDR型和FD型土壤水分测量传感器相媲美.      

土壤水分及其测量方法的研究进展

简述了土壤水分的形态、土壤含水量的表示方法以及土壤含水量测定方法的分类与应用原理。随着土壤物理学的发展和人们对土壤水分的深入研究,土壤水分含量的测定方法也越来越多,笔者结合国内外土壤水分测定方法的研究状况,对土壤水分含量的测量方法进行了较系统的归纳总结,其中主要介绍了烘干法、中子法和介电法[时域反射法(TDR)、频域反射法(FDR)、驻波率法(SWR)]测量土壤水分含量的原理和步骤,并对这3种方法进行了比较,提出了我国当前土壤水分测定中存在并值得注意的问题。     

遥感监测土壤湿度的方法综述

通过对生态环境水热因子的遥感监测回顾,总结出定量地遥感监测土壤水分的方法主要有:微波遥感监测法、热惯量法、作物植被、亮温综合指数法和热红外法等,并对各方法的原理和具体的适用领域做了介绍和比较。     

遥感方法进行土壤水分监测的现状与进展

总结了常用的遥感监测土壤水分的基本原理和方法,介绍了国内外在这一方面所取得的主要成果。以改进的热惯量法、作物缺水指数法和植被指数法等为主要代表的土壤水分遥感监测方法日臻成熟。G IS技术的广泛应用,土壤水分遥感监测模型的优化,以及微波遥感的应用将是该领域的重点研究方向,同时指出在土壤水分监测方面应走多学科综合的道路。     

不同土壤水分测定方法的比较研究

[目的]为正确使用TDR法和FDR法测定土壤水分含量提供理论依据。[方法]以铝盒烘干法为标准,通过对TDR法和FDR法进行校验,明确它们的优缺点及土壤温度对测定结果的影响。[结果]室内模拟试验结果表明：3条曲线具有相同的变化趋势;横坐标在3.0~23.0时,θT比θF更接近真实值（θv）;横坐标在18.0~23.0时,θT与θv基本一致;横坐标大于23.0时,θv、θT和θF之间的差距甚小。田间试验结果表明：除了2、3、4和8点,FDR的测定结果与θv的差距都很大;TDR的测定结果与θv的差距都很小。综合分析结果表明：FDR的曲线在最下面,与θv的曲线始终保持一段距离,它们之间只有2个交点;TDR和θv的曲线都在上面,它们距离很小,有7个交点,说明TDR的测定准确度比FDR的高。[结论]用TDR法测定土壤含水量准确、方便、快捷。     

利用TDR对不同盐分土壤水分含量的测定

通过室内模拟设定不同盐分含量土柱,比较TDR输出电压值和烘干法测定的水分含量值,探讨土壤盐分含量对TDR测定土壤水分含量的内在影响。结果表明：随着土壤中盐分含量的增加,TDR测定数值明显增大;土壤电导率（σ）<2.56 dS/m时,TDR测定电压与烘干法测得水分含量显著正相关(r>0.882);σ>3.2 dS/m 时,测定数值不能很好地反映土壤水分含量变化。比较TDR测定低盐条件下土壤水分含量发现,当土壤水分含量较大时,TDR测定相对误差较小,土壤水分含量较小时,TDR测定相对误差较大。根据分析结果构建TDR测定土壤水分的综合模型,结合大田验证,并对模拟值和实测值进行精度比较分析,表明该综合模型能够较好的模拟农田墒情状况。     

各具特色的当代土壤水分测量技术

概要介绍了目前国际上主要土壤水分测量技术的原理及特色 ,称重法为标准方法 ,中子仪为第二标准方法 ,TDR为主流方法 ,FDR和Capacitance法在连续动态监测方面具有优势     

农田信息无线远程采集和处理系统的研究

针对农田信息采集的特点,提出了一种用无线通讯技术即GSM技术进行农田信息采集的测量系统,系统包括GPS接收机、水分传感器、土壤水分快速定位测量仪、GSM无线通讯模块及计算机.能实现将测量仪采集到的农田信息以GSM短消息的形式实时发送到实验室的功能,解决了野外信息存储的有限性和移动测量的不便性等问题.试验证明,该测量系统不仅可行,而且数据通讯距离几乎不受限制,从而为农田信息的无线测量提供了一种可行的方法.     

基于STC90C51单片机的土壤水分检测系统设计与开发

根据农田环境的应用需求,为快速、准确地获取农田中土壤体积含水率和水分变化信息,研究一种基于STC90C51单片机的土壤水分检测系统的硬件结构及功能设计。该系统采用基于FDR（Frequency Domain Reflectometry）的传感器作为土壤温湿度的采集端,可实现对土壤水分含量的自动采集、显示、存储和监测。对于土壤水分的监测试验结果表明,该系统性能稳定,工作可靠,为农田监测、节水灌溉等提供了有效、可靠的监测手段。     

温度条件对TDR测定土壤水分的影响

时域反射仪(TDR)法是速测土壤水分常用的方法之一，该方法具有快速、使用方便等优点。而土钻法(又称质量法或烘干法)则被认为是测定土壤水分的经典方法。本试验通过这两种方法测定了黄土高原沟壑区王东沟流域的土壤不同层次的水分，结果发现，两者存在一定的差异。在通常温度(23—31℃)下，对黄土高原土壤用TDR所测土壤含水量比土钻法所测值偏高；温度低于23℃或高于31℃，TDR所测土壤含水量比土钻法所测值偏低。所以，与土钻法相比，TDR法具有一定温度条件的限制性。     

春季储水灌溉条件下啤酒大麦节水增产机理研究

测定了不同春季储水灌溉定额下啤酒大麦出苗率、生长发育动态、土壤水分变化、耗水规律及水分利用效率,并结合气象资料比较不同灌水处理的优越性,分析不同春季储水灌溉定额对土壤水分、降水利用及作物产量的影响。结果表明,将冬季储水灌改为春季储水灌从技术层面上切实可行;在适宜灌水定额条件下,采用春季储水灌溉技术较冬季储水灌溉技术可减少储水灌灌溉水量75 mm,减少土壤蒸发37.4%,水分利用效率提高26.2%。在实际大麦种植生产中应以春季储水灌定额75 mm,生育期灌水5次,灌水定额75 mm为宜,这样不仅可节约有限水资源,还可提高地温及水分利用效率,达到节水、增效的目的。     

基于3S技术在某县第2次农村土地调查中的应用研究

在传统的土地调查的基础上,按照国家和地方的有关规定规范,利用卫星遥感RS、全球卫星定位GPS以及地理信息平台GIS(并称为"3S"技术)等技术手段,建立适合我国国情的数据库管理系统。并将通过GIS平台进行的数据更新,实时掌握土地利用动态,为土地的科学管理和决策奠定坚实的基础。     

土壤水分实时监测的应用与现状

目前有很多种实时监测土壤水分的方法,其中TDR法和FD法因具有众多优点,已经在生产实际中得到广泛应用。从这2种方法的基本理论、产生和应用发展方面进行分析;同时对最近几年来国内出现的基于SWR驻波率原理的土壤水分监测技术的发展现状做一介绍;并介绍一些国外的土壤水分监测技术及其在国内的应用。     

土壤水分实时监测的应用与现状

目前有很多种实时监测土壤水分的方法,其中TDR法和FD法因具有众多优点,已经在生产实际中得到广泛应用。从这两种方法的基本理论、产生和应用发展方面进行分析;同时对最近几年来国内出现的基于SWR驻波率原理的土壤水分监测技术的发展现状做一介绍;并介绍一些国外的土壤水分监测技术及其在国内的应用。     

基于土壤条件的边缘绿洲典型灌区灌溉需水研究

【目的】土壤性状是影响作物灌溉水生产力（IWP）与灌溉需水的关键因子。以土壤性状与作物灌溉水生产力及灌溉需水的定量关系为依据、结合区域土壤性状的空间分布,估算绿洲典型灌区作物灌溉需水及空间分布,为灌区尺度的合理用水分配及节水潜力评估提供科学依据。【方法】选择黑河中游临泽边缘绿洲平川灌区,对118个农田土壤进行取样分析,确定土壤性状的空间分布;通过不同土壤质地和肥力水平的农田玉米灌溉试验,确定土壤性状与灌溉水生产力及灌溉需水量的关系、进而依据土壤条件估算灌区尺度的灌溉需水及空间分布。【结果】平川灌区农田0-20 cm耕层土壤砂粒含量为29.4%-91.9%,平均53.6%,土壤有机质含量范围为1.37-17.7 g•kg-1,平均10.9 g•kg-1;20-100 cm土层砂粒平均含量51.3%。土壤质地为壤沙土和沙土的面积占农田总面积的50%以上;有机质含量低于10.0 g•kg-1的面积占26%,土壤持水性能弱;土壤性状在空间分布上存在高度的变异性。玉米IWP平均为1.11 kg•m-3（沙土）-2.44 kg•m-3（壤土）,与0-20 cm土层黏粉粒含量（CS1,%）、20-100 cm土层黏粉粒含量（CS2,%）、0-20 cm土层有机质含量（OM,g•kg-1）呈极显著正相关。依据土壤性状与灌溉水生产力的关系,得出平川灌区玉米灌溉水生产力平均为（2.36±0.77）kg•m-3,变动范围为0.75-3.92 kg•m-3,IWP小于2.0 kg•m-3的面积为970 hm2,占总面积的18.5%。灌区玉米生育期平均灌溉需水量为558 mm,总灌溉需水量为28.4×106 m3。【结论】土壤条件决定作物的灌溉需水与灌溉水生产力,在灌溉尺度农业水管理方面,应依据不同土壤性状的斑块单元进行地表水与地下水的合理分配与配置,并重视有利于土壤结构改善和肥力提升的施肥、耕作、灌溉等农业技术的应用。     

不同尺度的农业空间信息研究

论文从点尺度、区域尺度、点尺度向区域尺度的扩展等方面探讨了农业空间信息的概况,基于3S技术和地统计学Kriging模型,论文分析了农业空间信息的特征,指出了开展不同尺度农业空间信息对农业空间信息时空演变和农业的智能决筛具有重要意义。     

农业水利资源管理与规划研究进展

分析总结了国内外农业水利资源管理与规划的研究进展,对采用参考作物法和卫星遥感数据计算灌区农作物需水量的优缺点进行分析比对,同时,分析了利用计算机、地理信息系统、专家系统等技术提高水利设施和灌溉用水量的管理、监测、规划水平,为提高水利设施的规划、灌溉用水量的管理与监测水平提出了建议。     

小麦玉米畦垄间作空间格局及节水机理

通过微型蒸渗器结合TDR土壤水分测定仪及作物生理生态指标常规方法测定小麦玉米畦垄间作不同空间格局条件下小麦玉米群体产量效应、耗水规律、水分利用效率及干物质积累分配规律,并结合气象数据比较不同间作模式的优越性,分析不同间作方式及灌溉措施对产量、生长动态、灌溉水及降水利用的影响。研究结果表明:小麦玉米畦垄间作模式利用畦灌与垄作沟灌的特点,将畦灌小麦与垄作沟灌玉米相结合形成新型间作模式,在适宜的间作格局(即处理W7M)下,小麦-玉米的群体产量较传统间作提高1.16%,节水9.85%,经济效益较传统间作、小麦单作、玉米单作分别提高1.23%、43.46%和8.17%。与传统间作相比,畦垄间作在相同灌水量水平下,能有效降低棵间无效蒸发损失,提高作物产量和水分利用效率,是一种经济可行的节水方法。     

灌溉方式对土壤中水分运动影响的模拟研究

在温室生产中,作物需要的水分主要依靠滴灌和喷灌方式供给,为了解在不同灌溉方式下土壤中水分运动的规律,以Navier-Stokes方程为框架、运用CFX流体动力学分析软件对滴灌和喷灌方式下水分运动情况进行了三维稳态模拟,模拟中设单位时间内供水量相同.模拟结果显示:灌溉方式对土壤中水分运动和分布有重要作用.在滴灌下,水分主要集中在作物根系区域,水分利用效率高.土壤水分呈近球状分布,随着灌溉时间的增加,球形边界逐渐模糊并向土壤深层延伸.在喷灌下,土壤水分一层层向下渗透,水分含量呈从上往下逐步递减,在每一层中的水分含量相对均一,在相同灌溉量下水分接触土壤量比滴灌时少.