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科学的浇灌认知:水肥一体化浇灌并不是一成稳定,而是动态变革的

2023-08-15  来自: AG旗舰厅 浏览次数:712

我们AG旗舰厅公司为什么一直强调水肥一体化浇灌是动态的?所谓动态是指,我们无法获得一个牢固浇灌数值适用于作物全生育期或某一个生育时期。针对差别的作物选择合适的浇灌方法尤其重要,好比喷灌、微喷灌、滴灌等品种众多的水肥一体化浇灌设备。

如各人所知,浇灌是向土壤或其他作物吸收水分和营养的可储水基质中,预存水分供作物未来取用的历程。

通俗地讲,浇灌就是先把水输送到土壤中,形成一个土壤储水库,作物凭据自己的需求从该储水库中慢慢吸水以坚持生长。

这个历程包括了管道输送水、土壤储水、作物耗水三个历程;除了输送水是利用浇灌硬件、管路设计等提高输送水效率以外,土壤储水、作物耗水的历程都是动态的。

动态的土壤储水

既然浇灌是先把水存储到土壤中,那就***先了解土壤能存几多水且能被作物吸收。我们把这称为「土壤有效储水能力」。


田间持水率与作物凋萎系数


理论上,土壤有效储水能力是指田间持水率与胁迫点含水率之间的空间,它代表了土壤中可被作物吸收的水分总量。

即土壤有效储水能力=田间持水率-胁迫点含水率。

田间持水率就是土壤所能坚持的*** 大含水率;胁迫点含水率是作物爆发***凋萎时的土壤含水量,也叫作物凋萎系数。


土壤分层耗水图

浇灌的一个重要目标就是凭据土壤的有效储水能力为作物提供水分,因为土壤的有效储水能力恰好能包管作物既不爆发凋萎又不至于过量涝死。

也就是说只要获得田间持水率和胁迫点含水率,我们就可以获得一个指导浇灌量。

但不幸的是,田间持水率和作物凋萎系数在实际生产应用中都很难轻易获得。

田间持水率可以通过装置聆耘探头,然后人为地在探头周围进行局部的充分灌水,以获得田持数据。作物的凋萎系数是作物开始爆发***凋萎时的土壤含水率。

但实际生产中,不太可能刻意地做灌水试验/干旱测试,以获得作物在差别生育期差别土质下的田持数据和凋萎系数。


历史*** 高土壤含水量与历史***  低土壤含水量


在实际应用中,我们通过聆耘探头对作物周边的土壤水分进行动态监测,发明可以找到作物根系从土壤中吸收水分逐渐减少直到很难再从土壤中吸收水分时的每个土层的土壤含水量状态,即历史***   低土壤含水量;

以及每个土层历史***   高的土壤含水量状态,即历史土壤含水量;也可以获得作物目今的每层土壤水分含量,即目今土壤含水量。

我们把历史***   高土壤含水量与历史***  低土壤含水量之间的空间认为是土壤有效储水能力。

那目今土壤含水量与历史***  低土壤含水量之间的空间,就是目今土壤有效储水量。

即目今土壤有效储水量=目今土壤含水量-历史***   低土壤含水量;


土壤分层耗水图

需要注意的是,随着时间的推移,这三条曲线并不是一成稳定,而是凭据气候、作物生长需求不绝变革,进而导致土壤有效储水能力、目今土壤有效储水量也一直处于动态变革中。


土壤分层耗水图

作物根系深度


证明土壤储水是动态变革的***  有力的证据是作物根系深度。

作物根系生长无时无刻不在变革;地下20cm根系和地下40cm根系需水量肯定差别。

因此, 更为准确的土壤有效储水能力、目今土壤有效储水量应该加入实时的作物根系深度。

在使用聆耘探头智能识别到的作物主要耗水根系深度数据后,历史***  高含水量、历史***  低含水量、根系深度三者交叉的这部分空间就是有效储水能力。(见图中绿色+紫***域)

而目今土壤有效储水量是目今土壤水分含量、历史***  低土壤水分含量、根系深度三者形成的空间。(见图中)


土壤分层耗水图

随着根系深度的不绝变革,这两部分空间也在实时变革。



决定土壤有效储水能力和土壤储水量的历史***  高土壤含水量、历史***  低土壤含水量、根系深度曲线都在随时随地变革,因此浇灌与明天浇灌需水量肯定差别。

为了***起见,应提供您决定浇灌的「那一刻」的浇灌量。

即在这个时刻,土壤中还能存储几多水。土壤有效储水能力减去目今有效储水量,获得的这个浇灌量才***  切合其时作物、土壤、气候的需求。


动态的作物耗水


浇灌就是要满作物未来耗水量,也就是增补作物由于蒸腾蒸发损失的那部分水分。

与作物蒸发蒸腾相关的就是气候。我们无法包管气候一成稳定,也无法包管作物每天的耗水量相同。

这引发了一个问题:目今土壤储水量可满足作物未来几天的耗水量?即第几天需要浇灌?

它决定了我们不可随意确定一个浇灌时间开始浇灌,合理的浇灌时间***是凭据作物耗水和土壤储水的动态变革科学制定的。

要想了解目今土壤储水量可满足作物未来几天的耗水量,首先我们需要了解目标所在的作物在未来一段时间内的逐日耗水量预测值(fdET)。

作物耗水量的预测数值(fdET)是未来数天内、同一所在每天的模拟蒸发蒸腾量的预测值与真实作物系数的预测值乘积的和。

模拟蒸发蒸腾量(sET)是经过插值(位置插值、时间插值)后的笼罩整个区域的时间历史连续的参考蒸发蒸腾量;东方生态E生态平台上可以获取此数据。

真实作物系数(rK)是面向特定作物、特定区域、特定浇灌方法,基于实测数据提取的,代表特定作物耗水量与外地气象之间关系的作物系数。

在作物四周安排土壤水分设备,可以监测每作物实际耗水量。剔除那些土壤含水量太高或太低(通常为浇灌结束日及越日、下次浇灌日的前一日)以及阴天、降雨导致的未能充分进行土壤蒸发、农作物蒸腾消耗土壤水分的数据,获取作物的日真实耗水量,这样我们就获得了作物的真实作物系数(rK)。

即真实作物系数rK=ETc/sET

获得作物真实系数(rK)之后,结合社会果真的模拟蒸发蒸腾量(sET)预测数据,就可以获得目标所在作物在未来***时间内的逐日耗水量预测值(fdET)。

即耗水量预测值fdET=sET*rK

凭据土壤水分设备自动提供的有效储水量(eW)数据,浇灌控制器动态比较作物耗水量的预测值(fdET)、目今有效储水量(eW),确定目标所在目标作物下次浇灌的***晚浇灌开始时间。

举例:

某目标地块***  小浇灌控制单位(如一个滴灌电磁阀区域)未来1-7天的作物逐日耗水量的预测值为f1ET=6mm,f2ET=5mm,f3ET=8mm,f4ET=4mm,f5ET=9mm,f6ET=3mm,f7ET=9mm。该控制单位聆耘探头提供的有效储水量eW=20mm;

则:目今有效储水量可满足作物未来3天的耗水(9mm),但不可满足未来4天的耗水(23mm),因此下一次浇灌时间要早于第4天。

现代化滴灌、喷灌系统质料设备装置效果展示
现代化滴灌、喷灌系统质料设备装置效果展示

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