一种新型自动化田间灌溉系统的设计

针对传统人力农业灌溉水资源浪费、灌溉效率低等问题,设计了基于西门子S7-200型PLC、MCGS触摸屏和SIM800A短信模块的自动节水灌溉系统。系统首先对自动节水灌溉系统的设计方案进行了论述,其次介绍了自动节水灌溉系统的硬件组成,最后介绍了自动节水灌溉系统的软件设计。实验结果表明该灌溉系统能够高效率、准确无误的满足系统设计要求,实现了节水灌溉的初衷,解决了人力灌溉对水资源的浪费和无法精确控制灌溉量的问题,并且系统能通过SIM800A短信模块发送短信至目标手机,实现远程对农田灌溉情况的监测,在农业生产灌溉方面有很高的应用价值。     

华北土石山区典型小流域土壤水文特征与模拟研究

土壤水文特征是研究区域水土资源合理配置的基础支撑要素,根据华北土石山区土壤的地貌分异规律,综合考虑地质、植被、土地利用等因素,采用野外调查取样法、环刀法等,研究了易县崇陵流域5种典型植被(油松、侧柏、银杏、刺槐、荆条)条件下的土壤物理性质、土壤水分特征曲线、土壤入渗过程等土壤水文特征。结果表明,同一植被条件下,土壤容重随土壤深度增加逐渐增大,同一深度条件下,荆条覆盖下的土壤容重最小,其他植被覆盖条件下的土壤容重差别不显著;同一植被条件下,随深度增加,饱和含水率逐渐减小,同一植被不同深度条件下的土壤水吸力随土壤含水率的增加逐渐减小;对土壤水分特征曲线进行拟合时,发现Gardner模型适用于油松和银杏,而张景略模型适用于侧柏、刺槐和荆条;土壤入渗过程的渗润阶段发生在土壤入渗开始的前10min内,渗漏阶段持续100~120min;侧柏最佳入渗模型为Kostiakov模型,而油松、银杏、刺槐及荆条最佳入渗模型为蒋定生模型。     

非饱和土稳态渗流试验装置的研制与应用

非饱和土稳态渗流试验装置是用于实验室量测非饱和土土水特性和导水系数参数的装置。该装置以在稳态渗流状态下测定土壤对水分的吸持能力为基础,用来量测非饱和土在脱水、吸湿两种循环状态下的土壤水分特征曲线;同时可以量测上述两种过程中各级基质吸力所对应的非饱和土的导水系数。在相同的条件下,所测试结果与美国Soilmoisture公司生产的1250型压力板仪所得的试验结果具有很好的一致性和稳定性,可以在实验室中推广应用。     

GNSS-R在探测土壤水分中的应用现状

GNSS-R作为一种新型的遥感技术,由于兼有主动遥感和被动遥感的优点,越来越受到人们的关注。本文主要分析了国内外GNSS-R遥感技术在探测土壤水分中的发展现状,就极化方式、探测原理进行了探讨,着重介绍了Bi-MIMICS土壤水分反演模型,并在此基础上提出了今后的发展方向。     

紫花苜蓿的水分响应及灌溉效应

水资源短缺是制约我国西北地区农牧业发展的主要因素之一.紫花苜蓿(Medicago sativa)是一种广泛种植的高产优质饲草作物,其水分谱较宽,但耗水较多,易受水分供应的影响.从生理生化特性、形态特征、需水耗水规律、饲草产量和品质等方面,探讨了紫花苜蓿生长和生产对土壤水分的响应以及灌溉效应.紫花苜蓿产量受土壤水分的显著影响,合理的灌水量和灌溉方式及灌溉时期都能显著改善饲草产量和品质;水分处理能够显著影响紫花苜蓿的株高和根、茎、叶生长,从而影响产量和品质;适当水分亏缺条件下,紫花苜蓿水分利用效率较高,而各个生长周期的耗水量则一定程度地降低.因此,在西北地区,实施灌溉对干旱地区紫花苜蓿饲草产量提高和品质改善有重要的调控作用,但需加强灌溉管理(如灌溉方式、灌水量、灌水时间/频次等).     

基于实验室的重庆典型土壤相关性研究方法探讨

针对土壤水分传感器现场安装后,依据土壤状况对其进行率定,现场操作面临问题多的情况,重庆水文局、南水所、质检中心联合开展科研工作,共同探讨基于实验室的重庆典型土壤相关性研究方法,以提高工程实施的可操作性和方便性。初步实施方案为:在渝西、渝东北、渝东南三大片区选择15个站点,土壤类型涵盖紫色土、水稻土、黄壤、石灰岩土、黄棕壤等重庆地区主要土壤类型,用专用原状土取土装置现场采集原状土柱,运回到实验室,开展基于实验室的典型土壤相关性研究,探讨典型土壤在实验室环境下土壤水分传感器的率定关系式的代表性,优化土壤水分传感器工程安装后现场率定的步骤,简化现场操作难度,为国家防汛抗旱指挥系统二期项目和全国旱情监测项目的大范围实施提供适用的技术方法支撑。     

遥感技术在农业田间信息获取中的应用

田间信息的快速、高效获取,是进行精准农业时间的关键。随着现代信息技术的迅猛发展,田间信息采集技术手段也得到了不断更新。遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术,具有动态、快速和周期性地获取地表信息的特点,大大节省了人力、物力、财力和时间。针对遥感在农业田间信息获取方法的应用,展开相应的阐述与分析,主要阐述了作物病虫害监测、作物生产面积监测、作物产量估算监测、作物土壤水分含量监测和作物养分监测5个方面,应用遥感技术进行信息采集的原理及其大体的流程图。最后,在分析我国现在农业田间信息采集的特点基础上,指出建立田间信息遥感监测与信息管理系统的必要性,并给出了应用"3S"技术综合构建田间信息管理平台的流程图。     

浅析云杉林地土壤水分的特征

在自然界中,土壤是联系地表水和地下水的枢纽,从而形成了不同林地的不同水分特征,因此研究林地的土壤水分特征是科学系统地了解林地的水源机理的基础,也是更好的因地制宜地保护林地的最佳方法。本文将通过对云杉林地的一系列土壤水分因子进行分析,总结出云杉林地的水容量、入渗滤、水分含量等主要特征。     

短波红外垂直失水指数观测误差估计方法及其同化方案

发展了一个基于短波红外垂直失水指数的土壤水分观测误差空间分析方法,据此改进了以遥感和生态过程模型为基础的两阶段土壤水分同化方案.通过实地同化实验,证明了改进的土壤水分同化方案能较好地体现空间植被覆盖和数量的异质性导致的表层土壤水分的空间变异,进一步提高了遥感数据在空间上的同化精度.     

土壤水分自动观测数据质量控制与评估系统阈值研究方法

详细介绍了自动土壤水分数据质量控制系统中阈值的确定方法,通过对河南省历年人工观测的不同地域不同深度土壤水分数据的统计分析,结合河南省布设的GStarDNZ型土壤水分观测仪业务运行后的数据极值情况确定了各站点各层土壤水分数据的阈值。自动土壤水分数据智能评判软件采用有效的阈值,不仅可以对土壤水分观测仪器的运行状态进行监控,而且大大提高了土壤水分数据的可信度。