TRIME-IRRI 便携式土壤墒情和旱情监测管理系统

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一、 Trime-Irri系统设计特色
土壤,特别是亚土壤层,决定着作物的生长状态,例如其健康状态、产出的质量和最大产量等。更多的了解土壤状况,从数据角度进行科学的分析整合,得到准确的数据结果,对于农业工作者来说,就能够更好的做出精准有力的措施,比如农业上最重要的措施——计划灌溉。
Trime-Irri系统是这些年来国际上出色的土壤墒情和旱情监测管理系统,被誉为土壤监测的潜望镜(图1)。该系统通过分析整合土壤水分、天气状况(降雨量),以及工作者对特定土壤状况和不同作物生长状态的经验数值,从而得到精准的灌溉计划。针对不同地块、不同植物,以及植物的不同生长期,进行各自的精准的灌溉计划,是Trime-Irri系统突出的特色。这样既能够保证土壤处于合理的水分状态,使作物有着最大水分利用率,又能够最大的减少灌溉水浪费,符合国家乃至全球节约用水的大趋势。
Trime-Irri监测管理系统,由Trime便携式土壤水分测定仪和数据处理软件两部分组成。Trime便携式土壤水分测定仪,基于世界上最为先进的TDR(Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements)时域反射技术,直接测量土壤或其他介质的介电常数,通过模拟电压计算并显示出土壤水分含量,革除了老式中子仪在测量土壤水分中的应用。(图2)
系统数据处理软件,有着庞大精密的数据计算管理模块,人性化的交互操作模式(Graph、calibration,Formulas以及scheduling等),并且简单易于操作。这样,就打破了工作者们原始的手动分析数据,费时费劲的困局,可以非常方便的进行分析和整合。(图3)


二、 Trime-Irri系统测定指标
通过系统采集部分的采集测量,可以得到不同深度处土壤水分含量。并且,结合降雨量和灌溉量,以及掌握的作物和土壤的经验数据,我们能够得到精确地下次灌溉时间(Predict data)、灌溉量(Amount)、日耗水速率(PDWU),根区剩余水量(Balance)、作物有效根区(Root Zone)、饱灌点和补灌点(Full 和Refill)、根系吸水模式的确定、根系扎根深度等农业上重要的技术参数指标(图4)。


三、 数据分析处理

Trime-Irri监测管理系统中,数据的分析处理是在通过Trime土壤水分测量仪得到不同深度的土壤水分含量,并且根据客户需求的实际情况,导入降雨量、灌溉量,以及土壤和作物的经验数据后,数据处理软件会根据内设的Formulas和Calibration 进行自动分析整合数据,得到我们所期望的参数指标。其中Calibration需要用户自己根据TRIME型号和测量结果进行调整。计算公式在Formulas菜单内显示。(图5)


四、 应用案例
1、 苹果大小与灌溉管理

 对生长在NSW地区Batlow的苹果树来说,为获得色香味俱佳的苹果所需的果实生长速率与土壤水分含量的密切关系,如下图6所示。每周2次测量土壤水分和果实生长数据,同时测量15个苹果的大小,用系统的数据处理软件对这些测量结果进行绘图,在70cm深的根区补偿点与饱和点之间可利用的水分有60cm。在整个生长季节除了灌溉和降雨之外,这个根区的土壤含水量呈下降趋势。监测表明土壤含水量从一月下旬往后开始接近补偿点。随着土壤含水量在整个生长季节的不断变化,果实生长速率亦起伏不定。在一月上旬当土壤湿度达到最大时,果实生长速率达到最大;在二月份当土壤湿度经常接近补偿点时,果实生长速率最小。因为土壤湿度接近补偿点的缘故,果实大小随着果实生长速率的减慢而减小。

2、 灌溉管理及其对棉花产量的影响
在澳大利亚灌溉棉田中,收集大量的土壤湿度数据,对于作出棉田的计划灌溉及时准确决策来说是很重要的。更何况这些数据也是对地块本身的解释。此小结表明,对于灌溉管理中作出合理决策,土壤湿度的分析与解释的重要性,特别针对有第二次灌溉和有实际和潜在降雨的发生。在1996/97生长季节中从两个农场获得的数据对比说明了这个问题。被选择的农场来自同一个地区,地块都是相邻的并有相近的再次灌溉点。
农场A和农产B土壤含水量,作物水分利用与降雨有效性,如下图7

农场A,在第二次灌溉同步的时期,通过补灌点之后,作物的耗水量有一个较快的下降,在灌溉的前两天作物的日耗水量几乎不变,在第2次灌溉后的日耗水量变化趋势相对于在2月初期之前增加接着下降来说,表现为作物生长后期的通常衰减。就在作物生长的这个时期,研究证明灌溉的推迟对作物最终产量来说将是最不利的影响。
相对于农场A来说,农场B的日耗水量在一月初有一个不断的上升过程,在这之后,随着棉铃的增加,日耗水量也有阶段性的上升,直到2月初,作物开始成熟时日耗水量开始下降。
因此,(农场A)表明了在作物生长发育后期推迟第2次灌溉的不利影响,特别是在生长的中后期日耗水量减少。(农场B)表明了灌溉棉田较理想的耗水模式。
参考文献
Browne, R.L., 1984. Irrigation Management of Cotton. Agfact P5.3.2.
George, B., and Finney, B., 1985. Whole Farm Irrigation Efficiency and Water Management for the 1984/85 Cotton Crop at Moree. The Australian Cotton Grower, November, 1985.
Turner, N.C., Hearn, A.B., Begg, J.E., and Constable, G.A., 1986. Cotton (Gossypium Hirsutum L.): Physiological and Morphological Responses to Water Deficits and their Relationship to Yield. Field Crops Res., 14:153-170.
产地:澳大利亚 

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