一种田间持水量的在线测量方法

摘要

本发明涉及农业技术领域。目的在于提供一种田间持水量的在线测量方法，包括以下步骤：A、选择灌溉小区；B、平整土地、构筑土埂；C、开挖设备基坑；D、传感器安装：所述土壤水分传感器采用带数据接口的土壤水分传感器，土壤水分传感器与物联网数据采集终端连接，通过物联网数据采集终端收集土壤水分传感器检测到的数据；物联网数据采集终端与云端服务器通讯连接；E、灌水；F、检测；G、出具报告。本发明简便易行，免除了配备实验专业人员的要求，人工投入少，获取的数据信息量大而且丰富，原状土中直接测试可靠度更高。

说明书

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种田间持水量的在线测量方法。

背景技术

我国水资源矛盾突出，农业用水量占总量的70％，农业节水，抗旱保丰收，保粮食安全等任务艰巨。在农业干旱等级评估和农业精准灌溉决策中，土壤的湿度指标是其中最重要参数。然而，决定作物生长发育的水分条件，是土壤有效水问题，不同质地土壤的有效水湿度范围存在较大差异。作物生长和发育的水分条件是否适宜，需要通过土壤有效水的上限值(也就是田间持水量)的百分比进行判断。

田间持水量是指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止其水分蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量，是大多数植物可利用的土壤水上限。田间持水量在农业抗旱决策、灌区水资源调度，特别是农业节水精准灌溉中，具有广泛的应用价值和应用需求。目前，科研机构进行田间持水量测定的方法主要有：小区灌水法和室内测定法。这些方法都属于实验室方法，精度较高，但费工、费时，需要专业机构、专业人员方能进行，实用性较差，普及应用难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种田间持水量的在线测量方法，利用现代物联网技术，以更加高效、更加便捷、更加普适的方法测定田间持水量，为农业科研、水资源规划和调度、农业生产等服务。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种田间持水量的在线测量方法，包括以下步骤：

A、选择灌溉小区：在待测定大田中开辟试验小区；

B、平整土地、土埂构筑：对试验小区进行除草、整平；在试验小区的周围构筑一道土埂以便灌水；

C、开挖设备基坑：在试验小区的中部开挖基坑，所述基坑的大小以方便放置土壤水分传感器为宜；

D、传感器安装：将土壤水分传感器沿横向插入基坑的侧壁中，插入位置与待测土层位置匹配，土壤水分传感器插入完成后，用原土回填基坑；所述土壤水分传感器采用带数据接口的土壤水分传感器，土壤水分传感器与物联网数据采集终端连接，通过物联网数据采集终端收集土壤水分传感器检测到的数据；物联网数据采集终端与云端服务器通讯连接；

E、灌水：向试验小区内浇灌足量的水，并覆盖塑料薄膜防止蒸发；

F、检测：开启物联网数据采集终端，连续读取土壤水分传感器回传的土壤水分数据，并上传至云端服务器；

G、出具报告：云端服务器对数据进行处理并生成土壤湿度曲线，编制田间持水量监测成果报告。

优选的，所述试验小区的面积为2m*2m，基坑的深度根据所要监测的土层深度确定。

优选的，所述步骤G、出具报告中，取24小时内土壤湿度差小于2％时，取最后一个数值作为田间持水量依据进行报告的编制。

本发明的有益效果集中体现在：根据田间持水量物理定义，直接将具备数据接口的土壤水分传感器插入原状土中，通过物联网数据采集终端将连续读取的数据上传至云端服务器后台，对数据分析后得到田间持水量。该方法简便易行，免除了配备实验专业人员的要求，人工投入少，获取的数据信息量大而且丰富，原状土中直接测试可靠度更高。

附图说明

图1为本发明实施例中的土壤湿度曲线图。

具体实施方式

设备准备：土壤水分传感器，采用带数据接口的土壤水分传感器，土壤水分传感器与物联网数据采集终端连接，通过物联网数据采集终端收集土壤水分传感器检测到的数据；物联网数据采集终端与云端服务器通讯连接。土壤水分传感器的具体型号较多，可在市售常规型号中选型，只要具备数据接口，能够朝物联网数据采集终端传输数据即可。物联网数据采集终端用于接收土壤水分传感器回传数据，并将数据上传至云端服务器，上传的联网具体途径可以采用以太网、WIFI、卫星信号等等，其具体方式不作限定。

按照本发明所述方式对东川拖布卡镇某藜麦基地进行田间持水量检测：

A、选择灌溉小区：在待测定大田中开辟面积为2m*2m的试验小区，并对试验小区进行除草、整平。

B、平整土地、构筑土埂：在试验小区的周围构筑一道10cm高的土埂以便灌水；

C、开挖设备基坑：在试验小区的中部开挖长30cm，宽20cm,深度为25cm的基坑；

D、传感器安装：将土壤水分传感器在20cm深处沿横向插入基坑的侧壁中，插入完成后，用原土回填基坑，回填夯实程度参照试验小区内其他位置土壤夯实度。

E、灌水：向试验小区内浇灌足量的水，保证水量过饱和，并覆盖塑料薄膜防止蒸发。

F、检测：物联网数据采集终端连续接收土壤水分传感器的回传数据，并上传至云端服务器。

G、出具报告：云端服务器对数据进行处理并生成土壤湿度曲线和田间持水量报告，土壤湿度曲线如附图1中所示。

经过观察：灌水前，监测到的土壤含体积水量为20.5％；灌水后，土壤含体积水量上升至50％左右，并在半个小时内逐渐下降至28.6％左右，说明重力水下渗很快；之后数据缓慢下降，并在27.0％的位置保持了24小时以上，期间有±1.8％的数值波动。云端服务器对数据进行处理时，取24小时内土壤湿度差小于2％时，最后一个数值为田间持水量，根据规定，报告给出的田间持水量为27.0％。这也符合GB/T 32136-2015的规定。

为了便于管理人员、工作人员实时获取田间持水量数据，本发明所述云端服务器还可以将生成的田间持水量报告发送至用户端，具体的用户端可采用手机、PC电脑、平板电脑等等。