小麦精准生产灌溉处方生成方法的研究

【摘要】： 我国的水资源相当贫乏,人均水资源占有量远远低于世界平均水平。而为了解决这个世界第一人口大国的吃饭问题,我国每年都要消耗大量的水资源用于农田灌溉。而且我国在灌溉上存在的浪费现象十分严重,农田灌溉水的利用率十分低下。为了缓解水资源的短缺给我国带来的压力,我们必须改变不合理的灌溉方式,推广节水灌溉技术。 不同区域由于受地形、土壤特性、地下水位等的影响不同,其土壤含水量的分布有着巨大的差异性。农田虽然所占区域不大,其土壤含水量在不同地块也是有很大差异的,在这样的农田上进行平均灌溉必然会引起浪费,而根据各个地块的实际需水量进行灌溉的变量灌溉方式明显可以减少水资源的浪费。进行变量灌溉的前提是各地块的需水量信息,处方图可以提供这些信息以指导变量灌溉的执行。喷灌是一种节水的灌溉方式,由于没有管道输水的损失,相比地面灌溉,喷灌可以节省将近一半的水分。本论文以变量灌溉为理论基础,给出了一种以移动式喷灌为灌溉方式的冬小麦灌溉处方图生成方法。 处方图以田间实地测得的水分数据为基础,将土壤水分数据导入处方图生成系统生成地图文件,输入农田的蒸散、降雨等数据,通过水分平衡模型计算出灌溉时各采样点的土壤含水量并进行插值,根据土壤类型、小麦生育期等数据确定适宜小麦生长的土壤含水量,进行效益分析后就可以生成灌溉处方图。田间的土壤水分数据通过水分传感器测得,这种测定方法简单方便,唯一的缺点就是存在一定的误差,根据所测地块的土壤对传感器进行标定可以减小这个误差。处方图生成系统在Visual C++ 6.0平台上开发,并在其中嵌入了地理信息系统控件MapObjects2.4,系统实现了地图分析、空间查询、处方图生成等功能。根据处方图的指导进行灌溉,不仅能够节水,还能为小麦创造一个更适宜的生长环境。