稻田墒情的实时监测方案

稻田墒情监测是区域土壤墒情监测的组成部分和重要内容,但目前尚未有比较成熟的监测方案。围绕土壤含水量监测和田面水层监测2个关键环节,提出了一套稻田墒情实时监测方案。该方案能够满足田面有水层与无水层不断交替的墒情监测要求,具有一定的可操作性,可供实际工作借鉴。     

基于LoRa的农田土壤墒情监测系统设计

为了解决土壤墒情监测系统中存在通信距离受限、功耗大、无法组网的问题,研制了一种基于LoRa的农田土壤墒情监测系统,进行土壤墒情监测信息的远程传输、控制、显示。将土壤水分传感器采集到的墒情数据通过LoRa通信模块上传至网关,网关汇集数据后再传输到远程监测平台,形成了一套监测范围广、低功耗、灵活组网而且远距离通信的农田土壤墒情监测系统。该系统提高了土壤墒情监测的工作效率,适用于户外大面积农田的数据监测与采集站点多的场景,为土壤墒情自动化远程监测提供一种新的技术方案。     

土壤墒情信息采集与远程监测系统探讨

我国社会发展离不开农业，而农业的发展离不开灌溉，而土壤墒情信息的采集在农业发展中发挥着重要作用，但是目前我国的土壤墒情信息采集与远程监测系统数量比较少，造成了土壤墒情信息的缺乏，因此在土壤墒情信息采集和远程监测上有迫切的需求，如何有效采集土壤墒情信息是需要引起重视的一个问题，也是急需解决的一个问题，而本文主要基于甘肃省土壤墒情现状，分析了土壤墒情信息采集与远程监测系统的结构及功能，提出了该系统在土壤墒情信息采集中的应用。     

土壤墒情(旱情)监测与预测预报系统的设计与开发

以组件式GIS软件为开发平台,建立了北京地区土壤墒情监测与预测预报系统。该系统包括土壤墒情信息采集、土壤墒情站信息管理、土壤墒情空间分布显示、土壤墒情监测、土壤墒情预报及土壤墒情信息输出等功能模块,可对土壤墒情进行实时监测,做出土壤墒情分布图、等值面图等,直观反映北京地区土壤墒情趋势。同时,系统还可利用增退墒模型、人工神经网络模型和时间序列模型进行土壤墒情预测和预报。现该系统已有38个墒情固定站和120个墒情巡测站,并已投入使用。实际应用结果表明,该系统解决了目前墒情固定站投资过高且数量不足的问题,能够满足北京市土壤墒情预测预报要求,可为北京地区防旱、抗旱提供可靠的科学依据。     

沧州市土壤墒情预报方法研究

结合沧州市实际情况,以冬小麦和夏玉米为典型作物分析沧州市土壤墒情变化特点,揭示沧州区域土壤墒情变化规律和演变趋势;对捷地旱情试验站土壤墒情监测资料进行分析研究,利用P—ρ0—Δρ增墒相关法建立增墒预报方案,利用退墒系数法以及ρt—T—ρ0相关法建立退墒预报方案,探讨适合沧州区域的土壤墒情预报方法,对类似地区相关研究具有重要的推广价值。     

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.     

土壤墒情信息采集与远程监测系统及其应用

土壤墒情信息的采集在农业发展中发挥着重要作用,但是目前我国的土壤墒情信息采集与远程监测系统数量较少,造成了土壤墒情信息的缺乏。本文主要基于甘肃省土壤墒情现状,分析了土壤墒情信息采集与远程监测系统的结构及功能,介绍了其技术组成,并提出了该系统的应用价值,以期为满足土壤墒情信息采集和远程监测方面的需求提供参考。     

河南省土壤墒情监测站网规划布局研究

在抗旱规划的基础上,结合河南省抗旱规划的原则、目标,综合考虑土壤墒情监测站点的布设,在优先考虑河南省粮食核心区以及旱灾易发区的原则上,对研究区域进行站网分区,依据各区域特点采取不同的建站原则,提出了河南省土壤墒情监测站点的初步规划方案。     

通榆县土壤墒情与旱情监测工作分析

土壤墒情监测是以提高水资源的利用效率为中心,以实现农业节本增效为重点,通过开展土壤墒情与旱情监测,建立起通榆县土壤墒情与旱情信息管理系统。     

宁夏农田土壤墒情监测现状及发展对策

农田土壤墒情是农业生产管理最重要的农情信息,对农业生产具有重要意义。介绍了农田土壤墒情监测技术要求,对2011年宁夏不同监测区域及全区的农田土壤墒情进行了分析,并总结了影响农田土壤墒情变化的主要因素,提出了墒情监测和旱情预报工作在未来农业生产管理中的发展对策。     

隔坡水平沟土壤水分变化规律及利用效果

2001～2003年对隔坡水平沟土壤水分变化规律及利用效果进行了研究。结果表明:年际间,不论雨水丰欠,隔坡水平沟0～200cm土层储水量均有所增加,3年平均,水平沟玉米田增加92.0mm,马铃薯田增加132.1mm;雨季降雨量多的年份,水平沟土壤储水量增加幅度相对较大,丰水年比平水年和欠水年平均值多增加50.1mm;与坡耕地相比,水平沟玉米田比坡耕地玉米田0～200cm土层土壤含水量提高1.53%,土壤储水量增加50.4mm。年份内,全年降雨分布的不均匀,引起隔坡水平沟作物土壤水分反常变化,欠水年的严重春旱,使水平沟0～200cm土层储水量到播种时比坡耕地还少18.6mm;平水年和丰水年的严重伏旱,使雨季隔坡水平沟0～200cm土层土壤含水量低于欠水年,水平沟玉米田低3.42%～4.50%,马铃薯田低2.99%～3.25%。作物收获后,进行隔坡水平沟玉米整桔秆覆盖,既能减轻冬前土壤水分散失,又能缓解春旱,土壤冻结和播种时测定,水平沟覆盖田比不覆盖田0～100cm土层土壤含水量提高2.11%和1.19%。3年试验,与坡耕地相比,隔坡水平沟玉米比坡耕地玉米增产100.2%,降水利用提高9.3kg/mm·hm2。     

黄土高原南部水平梯田的土壤水分特征分析

以淳化试区的水平梯田为系统研究对象,休闲坡地为对照,对其剖面土壤水分变化进行动态监测。发现由于作物对梯田土壤水分的吸收利用,以及蒸发散的原因,导致水平梯田的土壤贮水量比休闲坡地小。梯田土壤水分季节变化分为蓄墒期、快速失墒期、补充期和缓慢消耗失墒期4个时期,其剖面分为剧变、活跃、相对稳定4个层次。降水、地形地貌部位、土地利用方式以及梯田宽度与种植年限均对土壤含水量有着不同程度的影响。观测期间,除在梯田表层土壤含水量出现低于有效水的现象外,其它层次都在有效水范围内,无论在丰水、枯水年,梯田土壤中的有效水或中效、易效水都可以满足作物的生长和非生长耗水的需求。     

冬小麦群体不同分布方式对麦田土壤水分动态变化的影响

通过对冬小麦群体分布方式的调节,研究了冬小麦田土壤水分的动态变化。结果表明,不同深度的土壤水变化趋势随土壤层次增深而增加,A与B处理(行株距分别为7 cm×7 cm和14 cm×3.5 cm)在0~90 cm层次与其它处理的差异幅度较大,而100~120 cm土层差异幅度较小。从4种灌溉处理的土壤水分纵深分布比较来看,在不灌溉条件下,A与B处理能够充分利用冬小麦田深层土壤水分,在灌溉条件下,B处理的土壤水分含量高于其它处理,有利于提高浅层土壤的水分含量。     

不同灌溉定额对枸杞土壤水分动态变化规律的影响

利用时域反射仪对不同灌溉定额下枸杞园土壤水分的变化特征进行研究,分析不同灌溉定额条件下土壤水分垂直变化特征。结果表明,枸杞园中土壤水分变化的深度一般在0～100cm,0～60cm土层变化尤为激烈,灌水量越大,变化越明显,100～180cm土层各处理土壤水分变化不明显;根据不同处理土壤水分运移规律,将0～180cm土层垂直分为4层,即活跃层(0～30cm)、次活跃层(30～60cm)、缓变层(60～100cm)和均稳层(100～180cm)。     

Water-requirement Characteristics and Water-saving Irrigation Indices of Dry-raised Rice Seedlings in Paddy Field

The dry-raised seedlings (D-RS)of rice had obvious superiority in tillering and growth after transplanting. Especially under the condition of water-saving irrigation or low soil moisture, D-RS had more productive tillers, higher dry matter accumulation, larger grain-filling rate, slower senescence of leaves and stronger root activity during ripening, and higher grain yield, compared with the moist-raised seedlings (MRS). D-RS had smaller yield reduction than M-RS when subject to heavy water stress. The results suggested that D-RS had the ability to adapt to lower soil moisture in paddy field. Basedon the response of D-RS to soil moisture at each growth stage, the water-saving and high-yielding irrigation indices through controlling lowlimit soil water potential were proposed, i.e. soil water potential was - 15 - - 20 kPa from the recovery to the criticalleaf-age of productive tillering, - 20 - - 40 kPa from the critical leaf-age of productive tillering to secondary branch-differentiating stage, - 15 - - 25 kPa from secondary branch-differentiating stage to 20 days after heading and - 25 - - 35 kPa from 21 to 45 days after heading.     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。     

有效水下限在土壤墒情评估中的应用

现行干旱和土壤墒情评估都是以田间持水量为土壤有效水的上限,然后根据经验值划分评定,此方法不能体现较低土壤相对湿度在不同地区上的差异。因此,笔者把有效水下限（土壤凋萎湿度）应用到墒情评估工作中,改进了以往土壤墒情评定单一性。该方法充分利用各站点信息,评定结果在土壤有效性上直观、准确,对地方干旱监测和土壤墒情评估具有重要指导意义。     

植物混掺物对土壤水分运动影响的分析

[目的]研究植物混掺物对土壤含水率、土壤保水性和入渗性的影响。[方法]利用简单试验仪器设计植物混掺物的室内渗流试验,即在相同入渗水量（注水920 ml）条件下,测定纯土及掺有1%和3%麦秸、胡麻杆及玉米芯8种土壤类型的土壤水入渗的相关参数,比较其土壤含水率和湿润锋推移的差异性。[结果]在植物混掺物的湿润锋推移中,混掺3%麦秸、胡麻杆、玉米芯的无积水时刻分别为79、83和75 min,水平湿润锋入渗距离分别为12.6、12.1和13.2 cm,垂向湿润锋入渗距离分别为14.0、14.5和15.0 cm,以混掺3%玉米芯的土壤无积水时刻少,水平湿润锋入渗距离和垂向湿润锋入渗距离为最高,其含水率低1%～3%。[结论]在耕作层中掺入适量秸秆有助于提高土壤保水性,增加入渗性及墒情,实际耕作中以添加3%玉米芯为最好。     

干旱区土壤含水量光谱特征分析与反演

[目的]建立土壤含水量遥感监测模型。[方法]选取陕西省横山县作为研究区,以野外原位光谱测量数据和实验室内测得的土壤含水量为基础,进行高光谱数据处理,分析土壤含水量的光谱特征;对实测土壤光谱反射率进行倒数、对数、均方根及其一阶导数微分等光谱变化换,计算高光谱指数,并与土壤样本含水量进行相关性分析,筛选对土壤含水量敏感的光谱特征波段,利用多元线性回归分析建立土壤含水量监测模型。[结果]随着土壤含水量的增加,土壤光谱反射率呈减小趋势。土壤含水量与光谱指数的特征波段呈良好的线性关系,所有模型均通过了0.01水平的显著性检验。模型精度验证表明,预测值与实测含水量相关系数较高,特别是反射率倒数一阶微分模型,在0.01显著性水平下,相关系数为0.886。[结论]该研究建立的土壤含水量遥感反演模型可行有效,通过了有效性检验,在一定程度上可以用来反演研究区土壤含水量。