实时监测土壤墒情传感器搭配自动灌溉

    随着蔬菜生产种植规模的不断扩大，复种指数增高，周年栽培生产用水量也随之增加;加之蔬菜产区大部分集中在水资源供需矛盾突出的较发达地区，因此实施蔬菜节水灌溉技术对缓解水资源短缺有重大意义，农业节水灌溉技术的开发应用也越来越受重视。近年来，农业节水灌溉技术通过多学科的交叉、融合和集成，开发出一批先进的节水灌溉技术及设施装备，在生产应用中节水效果显著。但由于各种土壤墒情监测技术存在各种局限性，使测墒自动灌溉技术及其使用方法与农业生产实际应用之间存在一定距离。现有的土壤水分传感器有在生产实际应有中都存在一些存在问题:张力计法的土壤墒情传感器存在反应慢，不能实时监测出土壤水分含量；中子水分仪法存在使用和保养方法繁琐，中子源辐射防护操作难度大的技术问题，不适用于在农业生产实际中使用;频域反射仪(FDR)法与TDR法原理、方法、作用和效果基本相似，能够快速、便捷和连续观测土壤含水量，成为土壤墒情实时监测的主流，实现了实时监测土壤水分的目标，也是目前测量土壤含水量中较常用的土壤传感器。但其探头价格较高，用置入法定点实时观测土壤水分含量时投资较大，且对探针的插入位置距开挖剖面都有严格要求，必须防止地表和土壤中各层间的水分沿导管与土壤间的缝隙流动，在不同土壤性质测定时参数变化较大，受到土壤质地、环境因素等变化的很大干扰。存在监测点狭小，监测结果不稳定，不具备代表性等问题，在生产应用中监测数据还需要用繁琐的实验分析进行修正，并采取用若干个土壤墒情传感器多点检测，加权平均计算等策略提高传感器精度，监测的手段和方法较复杂，难于在生产上大范围推广应用。

    实时监测土壤墒情的传感器、自动灌溉系统及灌溉方法,此土壤墒情传感器具有监测精确度高、反应灵敏、稳定性好、成本低廉的优点。在此基础上建立起测墒自动灌溉系统，针对蔬菜根层分布较浅的特点，应用质量传感器开发出性能优良的土壤墒情实时监测调控系统，保证了监测结果能代表性，还能够根据需要扩大监测土壤的体积和范围，达到实时精准监测和调控土壤墒情的目标。此实时监测墒情的灌溉方法，针对蔬菜的根层分布特点及其生长特性，制定具体的精准灌溉指标和灌溉制度，能实时监测出土壤墒情状况，在生产应用中能起到节约水资源、增加产量、提高效益的重要作用。适用于农艺学和土壤学领域。蔬菜生产要求精耕细作，水肥管理上勤施薄施，这是蔬菜水肥需求特点采取的具体措施。蔬菜灌溉存在几个关键问题:蔬菜根层分布浅，吸收能力较弱，土壤中能被蔬菜吸收利用的土壤水分存量小，水分供需矛盾比较突出，生育过程要求频繁灌溉，且灌溉量不容易掌握。生产上由于土壤墒情难于判断造成灌溉不足或灌溉过量的问题普遍存在，必须精准灌溉才能满足蔬菜灌溉要求。蔬菜基地的生产品种较多，不同田块的蔬菜不同，灌溉量要求差别大;而蔬菜产品又要求均衡上市，生产基地种植的蔬菜往往特意错开播种期，使基地的蔬菜生育期不一致，其生育期短，生长过程蒸腾量变化大，需水量变化很大，造成每块土地的需水量都不一致，也造成灌溉量要求的极大差别；灌溉量还受到气候因素的影响很大，必须实时精准灌溉才能满足蔬菜灌溉要求。蔬菜生长及其对水分的需求受多种因素的影响，灌溉对蔬菜生长有极显著的调控作用，必须结合制定标准化生产措施，采取合理灌溉指标和灌溉制度适时适量灌溉，才能调控和促进蔬菜生长，保证满足蔬菜生长需求，达到增加产量，提高品质的目的。因此，亟待一种科学的灌溉方法。     土壤墒情传感器克服了现有的土壤墒情传感器的监测点小，监测结果稳定性不高、代表性不强，监测参数难于修正等问题，具有监测精确度高、反应灵敏、稳定性好、成本低廉的优点。在此基础上建立起测墒自动灌溉系统，针对蔬菜根层分布较浅的特点，应用质量传感器开发出性能优良的土壤墒情实时监测调控系统，再结合标准化的农艺措施，保证了监测结果能代表性，还能够根据需要扩大监测土壤的体积和范围，提高监测结果的准确性，达到实时精准监测和调控土壤墒情的目标。实时监测墒情的灌溉方法，针对蔬菜的根层分布特点及其生长特性，制定具体的精准灌溉指标和灌溉制度，能实时监测出土壤墒情状况，在生产应用中能起到节约水资源、增加产量、提高效益的重要作用，具有精确度高、反应灵敏、稳定性好、成本低廉的优点。
精确度高。质量传感器法测定土壤水分，实时监测出土壤水分含量，且能够定向精准测量所需要测定大小土块的土壤墒情状况，也不存在监测结果需要修正等其他监测方法所需要的一系列繁锁问题。
反应灵敏。用质量传感器法测定土壤水分，能够实时监测出土壤水分变化状况，精准把握灌溉上限指标，避免过量灌溉。克服了张力计法反应慢，不能随时监测出土壤水分含量的问题。
稳定性好。质量传感器法测量土块可根据需要设计相应大小的档土板，可适当扩大了监测土壤的范围，定向监测目标土块的土壤墒情，保证监测结果精准稳定。克服了FDR法与TDR法监测范围小，代表性差，对探针的插入位置距开挖剖面都有严格要求等问题，也不需要用繁琐的实验分析进行修正。
成本低廉。质量传感器法测定土壤水分，材料易得，成本低，使用方便，解决了采中子水分仪法等成本高昂，使用和保养方法繁琐，中子源辐射防护操作难度大等技术问题。