TDR测定不同湿度土壤含水量的精度比较研究

[目的]探讨TDR测定土壤含水量的原理,找出TDR测量土壤含水量的适合范围.[方法]用波兰TDR/MUX/mpts水分测定仪,对不同湿度土样的体积含水量进行测定,同时用烘干法和环刀法分别测量其质量含水量和容重,然后转化成体积含水量与TDR的测量值进行比较.[结果]对于质量含水量为0～5％之间的干燥土壤和质量含水量为22％以上的湿润土壤,TDR的测量精度较低.与烘干法相比,绝对误差均大于2％,相对误差大于10％.对于质量含水量为5％ ～22％之间的土壤,TDR的测量精度较高.[结论]在湿润或半湿润地区,TDR法测量土壤体积含水量有较高的精度.     

基于相位差的时域反射仪测定土壤含水量的标定和田间验证

为了检验具有我国自主知识产权的基于相位差检测原理的时域反射仪(TDR)测定土壤水分的性能,利用室内土柱试验,获得了该仪器测定土壤含水量的标定曲线,分析了影响因素,并在田间对标定曲线进行了实际验证。结果表明,容重对仪器测定土壤含水量的影响不显著;土壤质地对校正结果有明显影响,供试的砂质土类,壤质黏土类和黏土类分别可以使用一个特定标定公式,R2均大于0.98,估计标准误差均小于0.020cm3/cm3;该仪器用于田间测定含水量的均方根误差小于0.035cm3/cm3。因此,经过室内标定后,将新型时域反射仪用于测定田间土壤含水量是可靠的。     

标定水温对改进型时域反射仪(TDR/MUX/mpts)土壤含水量测量精度的影响

改进型时域反射仪(TDR/MUX/mpts)是一种土壤物理参数综合监测仪,是在传统时域反射仪的基础上进行改进并融合了土壤水分、温度和盐度基质吸力等土壤物理参数监测功能,实现了连接PC操作,能实时动态监测土壤物理参数值,记录并测量数据,是目前比较先进的一种土壤监测仪器。当利用仪器测量土壤含水量时,仪器标定过程需要手动测量并输入标定水温,水的介电常数会因温度产生变化,因此仪器标定水温可能对其土壤含水量测量精度造成影响;试验设计利用不同温度的蒸馏水标定仪器,并测量同一土样的含水量值与烘干法测量值进行比较,分析可知标定水温度会影响仪器的土壤含水量测量精度,标定温度在15~35℃时结果精度较高。     

基于RBF神经网络的土壤含水量传感器标定方法

土壤含水量时空变异对作物生长、农田气候变化等领域的研究具有重大意义。为了克服TDR-3土壤水分传感器输出电压的非线性缺点,提高土壤含水量数据采集以及计算效率,将TDR-3土壤水分传感器与无线传感器网络结合,提出了土壤水分含量的RBF神经网络标定方法。结果表明,该法能取得较好的标定效果,且操作简单、实用、可行,为土壤含水量的实时监测提供了一种有效的方法。     

棉花膜下滴灌土壤水势的动态监测

试验采用TS型压阻式土壤水势传感器测量0 ～20 cm和20～40 cm不同深度范围的土壤水势值,通过四通道土壤水势变送器把数据信号传输到上位机,在上位机接收到信号之后,通过系统动态监测软件分析出土壤水势的变化.根据北疆灌溉的实际情况,压阻式土壤水势传感器布置在0～20 cm和20～40 cm两个土层.此外,同时标定出棉田土壤0～20 cm和2 0～ 40 cm的土壤水分特征曲线,通过土壤水分特征曲线方程把动态监测到的不同深度土壤水势值转化为土壤相对含水量,来指导实践生产中的灌溉.     

TDR测定淡栗钙土水分的标定

本实验以荒漠草原2个不同种类的土壤为研究材料,使用TRIME - IPH型TDR测定不同放牧强下的土壤含水量,并以烘干法测定值为真实值对其进行了标定.结果表明:室内标标定中的TRIME - IPH测值与烘干法测值都具有良好的相关性,沙土中的相关系数(R2=0.983 9)略低于壤土(R2=0.986 0),而平均相对偏差(16.4％)大干壤土(12.3％).校正方程为TDR校正值=0.998 0烘干法测定值+2.3900.在野外标定中,不同放牧强度下TRIME - IPH测值与烘干法测值的相关性也很好,总体校正的相关系数为0.774 3.本研究结果证实,TRIME - IPH完全能够胜任该地区土壤水分动态特征及变化趋势的研究工作.     

基于RBF神经网络的土壤含水量传感器标定方法(英文)

土壤含水量时空变异对作物生长、农田气候变化等领域的研究具有重大意义。为了克服TDR-3土壤水分传感器输出电压的非线性缺点,提高土壤含水量数据采集以及计算效率,该研究将TDR-3土壤水分传感器与无线传感器网络结合,提出了土壤水分含量的RBF神经网络标定方法。以20个带标号的水杯作为承载砖红壤土和水的载体,对其中的样本进行数据采集,经多次测量取平均值。为验证标定算法的准确性,同时列举出以土净重、加水质量、水分含量TDR-3测量值为属性,以测试水土比值为目标训练样本,以RBF神经网络为标定算法的拟合结果。为了更直观地展示试验结果,以散点图方式分别展示水分含量TDR-3测量值与实际水土比的TDR-3土壤水分含量曲线;水分含量TDR-3测量值与RBF神经网络拟合水土比的RBF神经网络拟合土壤水分含量曲线;以及实际水土比与RBF神经网络拟合水土比的散点图。为验证RBFNN拟合水土比值的相关性,引入皮尔逊相关系数。5次试验,得到5组皮尔逊相关系数,分别为0.9745,0.9832,0.9798,0.9804及0.9789,都接近于1,说明真实测试数据与拟合数据相关性很强,且为正相关关系。可见,该法能取得较好的标定效果,并且简单、实用、可行,为土壤含水量的实时监测提供了一种有效的方法。     

水稻苗床土壤水分与秧苗根系建成的关系

采用盆栽试验，研究土壤水分与水稻秧苗根系形态建成的关系。试验结果表明：在苗体组成中、土壤水分对根系影响最大；秧苗单株发根数与土壤含水量呈线性回归，单株潜伏根数与土壤含水量呈单峰曲线变化关系。该试验土壤含水量ｘ（％）的取值区间（２２．７，３１．４）为旱育秧最适土壤水分含量范围。在此范围内，旱育秧比湿润育秧有较高的发根效率、较大的单株发根体积和根系吸收表面积，旱育秧移栽后所表现的诸多生长优势均首先得益     

温度对TDR法测量土含水量影响的试验研究与误差修正

为了研究温度对TDR法快速测量土壤含水量的影响,本文在分析TDR法测量土壤水分的基础上,利用JL-01型土壤水分测定仪分别测定不同温度下重塑粉质粘土含水量,并与烘干法测量结果进行了比较,拟合得到了TDR法测量土壤含水量误差随温度变化的公式,并给出了修正后的土壤含水量。试验及分析结果表明,虽然正低温对TDR法测量土壤含水量的结果影响在一定的范围之内,但经过温度修正的测量值会有效降低测量误差。     

一种智能灌溉控制器的研究与设计

[目的]采用电桥法和称重法对土壤含水量进行实验研究和控制器的设计.[方法]依据电桥法设计出灌溉控制器的工作原理,用电桥测出土壤两端电阻值的变化,进而求出因土壤电阻值的变化所引起的电压变化,经过89C51单片机的多级放大和算法处理,实现控制器对土壤含水量的采集、控制和显示.[结果]控制器土壤湿度测量值随着沙土含水量增大而增大,一般测量值在40％ ～ 80％时都可以满足大多数植物的需水量要求.[结论]该研究设计的智能灌溉控制器可以用来测量和控制土壤的湿度.     

荒漠绿洲过渡带土壤水分空间分布特征及对植被的影响

研究荒漠绿洲过渡带土壤水分空间特征,有利于提高干旱区水资源利用率和植被恢复。连续对黑河中游荒漠绿洲过渡带6个典型群落类型样地的地表0～120 cm深度剖面的土壤水分分布进行调查,采用烘干法分析并结合18个调查样方进行土壤含水量的空间分布特征研究,揭示荒漠植被土壤水分分布特征。结果表明,1)土壤水分的变异性随着深度的增加而减小,表层土层含水量空间变异性表现为强变异,说明土壤水分不稳定,深层土壤空间变异性变现为弱变异性,说明土壤水分较稳定。2)垂直分布上,每个样地各土层的土壤含水量均随土壤深度增加呈上升—降低—上升的总体趋势,各样地土壤含水量均是表层低,深层高。3)水平空间上,土壤含水量变化范围在0.09%～22.34%,土壤含水量的均值依次为深层(60～120 cm)>上层(0～40 cm)>中层(40～60 cm),总体来看,黑河中游荒漠绿洲过渡带各层土壤含水量均处于较低水平。4)干沙层土壤含水量最低,上覆沙土土壤含水量很少且随着深度的增加而增加,下浮沙土受地下水毛管作用和蒸腾作用影响水分含量较高且随土壤深度的增加而增加。研究结果为深入理解荒漠绿洲过渡带固沙植被的天然分布提...     

干旱胁迫对黄顶菊光合特性的影响（摘要）

[目的]探讨不同土壤水分条件下黄顶菊苗期光合特性的日变化规律,探究黄顶菊适应干旱胁迫的光合生理基础,为进一步预防其入侵提供理论依据。[方法]将黄顶菊种植在塑料桶中,并放于全透光的遮雨棚内,设3种土壤水分处理,即土壤相对含水量分别为田间最大持水量的80%（CK）、60%（T1）、30%（T2）,对苗期黄顶菊的光合参数及相关生态因子的日变化进行测定,并比较不同处理间的差异。[结果]在CK条件下,黄顶菊的Pn日变化曲线基本呈＂双峰＂型,但在T1和T2处理条件下Pn呈＂单峰＂曲线;CK在上午11：30左右达到第1个峰值,为31.83μmol/（m2.s）,13：30午休,下午15：30再次达到峰值,为23.34μmol/（m2.s）。而T1、T2在13：30达到峰值;3个处理黄顶菊叶片的Tr日变化均呈＂单峰＂曲线;CK与T2处理间无显著差异,而T1处理的日平均水分利用效率显著低于CK和T2处理。[结论]干旱胁迫降低了黄顶菊叶片的Pn、Tr、Sc等生理指标;净光合速率下降的原因既有气孔因素又有非气孔限制因素;干旱胁迫推迟了净光合效率峰值出现的时间;适度干旱能够有效提高黄顶菊的水分利用效率引起其抗旱性响应。     

土壤水分特征曲线自动检测系统的设计与应用

[目的]为了更好地满足现代农业各种种植环境下作物对水分要求越来越精准,结合土壤含水量与土壤水分势能的概念,设计了土壤水分特征曲线自动检测系统。[方法]利用电子式土壤水分张力传感器实时测定供试盆钵中土壤水分的张力数值,同时采用电子式重量传感器测定土壤重量,利用差减法计算土壤含水量,并绘制土壤水分特征曲线。[结果]通过对江苏地区2种不同质地土壤实地测定得出：质地不同水分特征曲线走势不同,分别为：徐州地区黄河古道砂质土水分特征曲线关系式为 Y=-0.0002X3＋0.0277X2-1.6445X＋38.161,R2=0.9919;大丰金海农场盐碱土水分特征曲线关系式为 Y=-0.002X2-0.426X＋39.905,R2=0.9913。[结论]土壤水分特征曲线自动检测系统可以同时反应土壤含水量和土壤水分势能状况,可反映土壤水分对植物生长的有效性,为科学灌溉提供依据。     

土壤水分自动与人工观测资料对比评估及湿度模型构建

基于莒县气象局2011年2—8月土壤水分自动观测与人工同步对比观测数据,采用对比差值、差值概率和相关系数等方法进行分析和评估,通过回归建立湿度模型。结果表明,单层平均最大误差为5.799%,最小误差为2.025%,0~100 cm 8个层次平均误差3.306%,符合中国气象局考核标准。但30~40 cm误差值较大,说明厂家给出的订正曲线误差偏大,订正后对比观测的数据绝对误差很小,订正效果比较理想,通过了对比考核。相对湿度模型的构建,为自动土壤水分观测资料的实际应用提供了一种指导方法。     

杨凌地区日光温室土质墙体失效机制分析研究

为了研究杨凌地区日光温室土质墙体发生失效的原因,将其失效形式总结为墙体表面不均匀脱落、墙体发生开裂变形与墙体失稳发生滑移三种类型,对杨凌地区发生失效的日光温室土质墙体取样,对土样进行含水率试验、直剪试验与无侧限抗压试验,并通过设计杨凌地区代表性日光温室进行受力分析并进行验算。经试验测定含水率低于5%时墙体表面较易发生不均匀脱落现象,后墙土坡下部含水率相较于中部与上部高2%左右。验算结果表明在含水率为15%、20%时后墙土坡摩尔-库伦曲线与土样抗剪强度曲线均为相离,当含水率为15%时,后墙土坡中部也有发生剪切破坏的危险;含水率在18%以上时,墙体容易在荷载下发生破坏。土质墙体日光温室发生较多的失效形式为表面不均匀脱落与剪切破坏,通过控制墙体的含水率来防止墙体失效是一种有效的方法,本研究对杨凌地区日光温室土质墙体的建造和使用与对温室内作物生长环境的保护具有一定的指导意义。     

毛乌素沙地不同沙丘部位几种灌木地土壤水分动态

土壤水分是制约沙漠植物生长的主要因素之一,地形部位对土壤水分影响较大,以毛乌素沙地固定沙丘3种灌木地为研究对象,分析其不同沙丘部位下各层次土壤水分的变化,并采用Brown-Forsythe检验方法分析不同沙丘部位之间土壤水分含量的差异。结果表明,沙地柏土壤体积含水量为0.97%～17.66%,油蒿土壤体积含水量为1.51%～15.70%,杨柴土壤体积含水量为3.20%～19.05%。表土层土壤水分含量较高,心土层土壤水分含量最低。表土层中丘顶、迎风坡中部、迎风坡下部与背风坡中部差异显著(P值分别为0.04,0.045,0.03),说明地形部位对表土层壤水分含量影响较大,背风坡水分含量高于迎风坡,因此栽植植物时可选择在背风坡栽植,以便于植物成活。     

基于SPSS软件对水稻育秧土水分测定结果的拟合和修正

现采用TK100多功能水分测定仪对水稻育秧土进行水分测定。通过SPSS21.0软件,以TK100多功能水分测定仪测定的含水率为自变量,实际含水率(烘干法测得育秧土含水率)为因变量进行曲线拟合,并对拟合出的三种方程相关系数R、回归显著性检验的F值以及F值的显著水平P值进行对比分析,得出最优拟合曲线方程y=2.84-0.05x+0.007 25x2。在验证试验中,拟合函数计算出的含水率与烘干法测得的含水率配对t检验结果无显著差异,拟合曲线恰当、准确。     

宁南旱区苜蓿草地土壤水分和根系动态分布拟合曲线特征

试验以宁南旱区3、4、6、7、10、12年生紫花苜蓿草地为研究对象,利用空间替代时间的方法,分别对紫花苜蓿的生长年限与土壤水分、根系深度和土壤干层厚度之间关系作出拟合曲线方程,以揭示土壤水分、根系和土壤干层随苜蓿生长年限变化的动态规律.结果表明:不同生长年限苜蓿土壤剖面含水率分布与土壤深度之间均呈二次曲线函数关系,且随...     

保水剂对土壤和棉花根系生长发育的影响

【研究目的】基于棉田可持续发展的思想,通过盆栽和田间试验主要研究保水剂对土壤和棉花根系生长发育的影响。【方法】利用茚三酮法、钼蓝法及土壤双向切片法。【结果】试验表明:土壤中的保水剂含量在0.030%￣0.100%范围内,土壤表面蒸发明显降低,pH值趋于酸化;棉花前期根系生长发育加快,表现为根系活力增强,根系干重较大,且在土壤内分布较为合理,土壤深层根系衰减较慢,更有利于棉株均衡生长发育,防止棉花旱衰。【结论】在30￣45kg/hm2用量内能够明显提高棉花的产量,增产幅度达10%以上,铃数增加5.7万￣9.4万个/hm2,铃重增加0.1￣0.19g。     

水分胁迫对梨幼树叶水势的影响

采用盆栽1年生苹果梨幼苗作试材,研究水分胁迫对叶水势的影响。结果表明:一天中叶水势值与土壤水分状况密切相关,叶水势与土壤含水量呈正相关,回归方程为变形双曲线;当土壤含水量在9.5％以下时,随土壤含水量的下降叶水势迅速下降;当土壤含水量在9.5％以上时,随土壤含水量的下降叶水势变化不明显。保证梨幼树正常生长的土壤含水量应保持在9,5％以上。