随着水资源的短缺,提高作物的水分利用效率成为农业节水的关键。墒情监测是确定作物水分生产力、制定灌溉定额、实现灌溉预报的基础工作。墒情的时间和空间变异性很大,监测点的位置和数量直接影响灌溉时间和灌溉量。ENVIdata-M墒情监测及灌溉预报系统通过集合土壤、作物、气象数据,实现区域墒情监测和分析,已成为提高灌溉预报水平的必要工具。
ENVIdata-M系统墒情监测
ENVIdata-M系统通过数据采集器连续测量土壤剖面的土壤水分、温度和电导率,还可同时采集大田的温湿度、风速、风向、辐射、光谱、作物温度等参数,实现农田小气候的全方位观测。观测数据通过ENVIdata Internet 遥测软件发送到系统数据库,灌溉预报软件通过分析大田的水、土、气、作物的历史数据和目前信息,提供下次的灌溉时间和灌溉量。
墒情监测的布设可在同一个田块的不同作物种植区,也可在不同村、乡、县或省。各测点的数据数据推送模式,经Internet 发送到远程的系统数据库。系统数据库可接收来自100个测点的墒情等农田小气候数据。这种新设计比传统的用电话猫将数据发送到服务器更稳定、更可靠,费用更低。
ENVIdata-M 系统数据库即可安装在用户的计算机上,也可安装在远程服务器上(如澳作服务器)。选择澳作服务器时,用户无需维护数据库,澳作服务器可帮助用户监控大田测点硬件系统的运行状态。用户只要能上网,即可监测墒情,做灌溉预报。
ENVIdata-M系统灌溉预报
通过实时远程遥测墒情、降雨量、农田小气候信息,综合工程、农艺、管理等节水措施,根据天气预报资料、土壤结构、作物生育期,结合水源供应情况、科学预测预报不同土壤类型、不同种植结构、不同可供水量条件下的农田水分动态状况,给出适宜灌水时间和适宜灌水量,实时跟踪土壤墒情变化,及时调整预测预报结果,并能够通过网站定期向农民发布预报结果,指导农民适时、适量灌溉,实现科学灌溉、节水灌溉。
ENVIdata-M的灌溉预报软在国内外已经使用了近二十年。功能设计合理,操作方便。
通过土壤水分数据,计算每个地块的作物耗水量。根据当前的日耗水强度、天气变化和历史资料,预测下次的灌溉时间和确切的灌溉量。确保每个地块的作物一直都处于最佳的土壤水分状况。对不同的的田块、作物进行分类管理,协调灌水次序。
2、为土壤改良、地下水位管理、盐渍化、养分淋溶等问题提供合理的依据
可监测土壤剖面的水分运移与变化,发现过涝、土壤板结和深层渗漏等问题,从而为我门改良土壤、地下水位管理、盐分和养分的调控提供合理的参考。
3、提供了科研和生产应用的多种公式和函数
作物相对水分利用率;作物累积日耗水量,用于预测产量;存贮作物生长季节内的长期日耗水资料;计算作物生长速率,如直径。
4、通过研究作物各种性状的参数与土壤含水量、气象数据的关系,完成对作物产量与品质的调控
软件可将用户选择的气象、作物参数和土壤含水量制作成关系图。测定的作物参数,输入软件后和土壤含水量进行相关分析,可确定作物生长期内的需水量和进行其他许多方面的研究。
5、图形功能:可分别作
时间图、深度图。
Time graphs(时间图):显示整个季节的土壤湿度变化;灌溉和降水的供给量和有效利用量;计算的土壤水分日变化量
Depth grahps(深度图):显示某一时刻的土壤剖面,反映土壤容积含水量在剖面上的变化。显示作物扎根深度;确定根系活动范围和各层次的耗水量;研究和分析土壤改良、地下水位管理、盐渍化、养分淋溶等问题,确定由于灌溉过量或者灌溉不足而造成的土壤的过湿或过干等问题。
6、灌溉预报
灌溉日期和灌溉量可按如下条件是否满足实施:土壤湿度达到低限时的日期(通常为补灌点);在给定的日期,土壤湿度达到饱灌点所需的灌水总量;低限可以是补灌点,或者由公式计算出,或者随季节而变化,以下为低限的计算方法。
灌溉可以一个文件的形式输出,文件包括位置序号、灌溉总量、灌溉日期,文件可以由用户制定,或者由系统自动生成。软件计算灌溉的经济效益。
ENVIdata-M系统可采集的参数
土壤:水分、温度、电导率、土壤CO2
植物/作物:冠层温度、高度、茎干变化、液流
气象:降雨量、温度、湿度、风速、风向、气压、蒸发、辐射
光谱:NDVI、可见光、紫外、近红外、远红外
ENVIdata-M系统应用
澳大利亚农场、加利福尼亚的酒葡萄园、瑞士的甘蔗种植园、南非的苹果园、肯尼亚的蔬菜种植园,新疆建设兵团在棉花的灌溉管理中已经采用该系统的灌溉预报模块,研究根系的吸水模式和耗水量。
中科院生态研究网络,森林生态系统野外定位研究站,农科院、林科院,水科院、国家973项目等采用该系统的野外土壤、植物、气象监测单元进行水量平衡、能量平衡研究。
中国水科院大兴实验基地采用完整的土壤水分、温度、电导率测量系统,实时传输数据到网站上。用户只要能上网,可随时在网站上收取和查看数据。