一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法及系统，方法包含：确定各个时期的耐盐阈值和耐水阈值，测量当前土壤水、盐含量，判断实测土壤水、盐含量是否小于对应时期的耐水阈值和耐盐阈值，如实测土壤含水量小于耐水阈值，则根据气象参数、水分蒸发量、土样中实测盐含量与预设的梭梭对应时期耐盐阈值之间的差值等级来确定灌溉制度；系统包含耐盐阈值确定单元、耐水阈值确定单元、采集单元以及包含第一判断单元、第二判断单元和灌溉制度确定单元的控制单元，采用本申请中的该方法和系统，可制定出准确性更高的梭梭灌溉制度，为梭梭生长提供更优质的环境。

【技术实现步骤摘要】
一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法及系统
本专利技术属于农业灌溉
，尤其涉及一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法及系统。
技术介绍
灌溉制度通常是指根据作物需水特性、当地气候、土壤、农业技术及灌水等因素制定的灌水方案，主要内容包括灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额中的一种或多种。梭梭作为我国西北干旱区广泛分布的优生荒漠植物，对维持生态平衡有着重要的作用，同时具有良好的耐盐特性；早前梭梭灌溉制度的确定是根据人们的经验，近年来传统的灌溉方法一般为先计算某个时段内植物的潜在蒸发量，再结合该时段的降水数据进行作物需灌水量的判别，然后进行灌溉，然而，传统灌溉制度的确定方法中对用水量的计算时间尺度较大，且计算用水量时考虑到的因素过少，因而只能粗略计算灌溉用水量或灌溉时间等，为了解决该问题，专利号为CN201910045139.0的中国专利技术专利公开了一种确定灌溉制度的方法及装置，其主要原理是先确定田间含水量阈值，然后采集当前土壤含水量，最后判断当前土壤含水量是否低于田间含水量阈值，如果是，则根据气象参数、作物系数、环境系数、密度系数、灌溉水利用系数和灌水器灌溉强度参数确定灌溉时长，也即在该方案中通过对当前土壤实测含水量和含水量阈值做比较来确定当前土壤是否缺水，如果是则根据气象参数、作物系数、环境系数、密度系数、灌溉水利用系数和灌水器灌溉强度等多个参数来制定出准确的灌溉时长，该方法虽然解决现有常规植物或农作物灌溉制度准确性低的问题，但该方法对于生长于我国西北干旱区的沙漠植物梭梭来说还无法达到灌溉制度准确性的要求，因为梭梭生长在我国西北干旱区，该地区土质含盐量相对较高，虽然梭梭具有良好的耐盐特性，但如果土壤含盐量过高或过低均可导致梭梭生长受限，因此，基于该问题再结合我国西北干旱区淡水资源紧缺以及微咸水资源储量丰富等特点，本申请设计了一种专门用于为荒漠植物梭梭制定灌溉制度的方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法及系统，利用该方法和系统可制定出准确性更高的梭梭灌溉制度，为梭梭生长提供更优质的环境。本专利技术提供了一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，包括：S1：获取梭梭多个生长时期的多种生长生理指标，通过将梭梭各时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数和土壤水分质量分数分别进行相关性分析，进而确定梭梭每个生长时期的耐盐阈值和耐水阈值，具体包含：S11：将梭梭各生长时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数进行相关性分析，选取其中与土壤盐分质量分数相关性最大的生长生理指标作为耐盐鉴定指标，同时将梭梭各生长时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤水分质量分数进行相关性分析，选取其中与土壤水分质量分数相关性最大的生长生理指标作为耐水鉴定指标；S12：将选取的梭梭每个生长时期的耐盐鉴定指标为因变量(y1)，各时期的土壤盐分质量分数为自变量(x1)进行曲线估计，建立回归方程，判断梭梭每个时期的耐盐鉴定指标与对应时期的土壤盐分质量分数是否符合二次曲线模型，若符合，可得出回归方程与决定系数R12，将决定系数R12通过参数校准后即为耐盐阈值，也即获得梭梭每个生长时期的耐盐阈值；同时，将选取的梭梭每个生长时期的耐水鉴定指标为因变量(y2)，各时期的土壤水分质量分数为自变量(x2)进行曲线估计，建立回归方程，判断梭梭每个时期的耐水鉴定指标与对应时期的土壤水分质量分数是否符合二次曲线模型，若符合，可得出回归方程与决定系数R22，将决定系数R22通过参数校准后即为耐水阈值，也即获得梭梭每个生长时期的耐水阈值；S2：选取采样点并获取土样，测量土样中的水、盐含量；S3：判断土样中实测水含量是否低于预设对应时期梭梭的耐水阈值，同时，判断土样中实测盐含量是否低于预设对应时期梭梭的耐盐阈值，若至少土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值时，则根据气象参数、水分蒸发量、土样中实测盐含量与预设的梭梭对应时期耐盐阈值之间的差值等级来确定灌溉制度，该灌溉制度至少包含灌溉矿化度和灌溉时长。作为本申请的优选方案，在步骤S5中，灌溉矿化度包含6个等级，矿化度由低到高依次分别为0.2g·L-1，B:1g·L-1，C:3g·L-1，D:6g·L-1，E:9g·L-1，F:12g·L-1；灌溉矿化度的具体设置包含：在灌溉水源位置根据所定的灌溉矿化度设置六个灌溉矿化度水池，每个灌溉矿化度水池连接有一个滴灌支管道，六个滴灌支管道连接到一主滴灌管道，且六个滴灌支管道上分别设有电磁阀。作为本申请的优选方案，在步骤S5中，土样中实测盐含量与预设的梭梭对应时期耐盐阈值之间的差值等级与灌溉矿化度之间存在相关性，当土样中实测盐含量大于预设的梭梭对应时期耐盐阈值时其两者的差值等级最大，当土样中实测盐含量小于预设的梭梭对应时期耐盐阈值时其两者的差值等级小，也即当差值等级越小时说明土样中盐含量越低，此时则需要选择灌溉矿化度较高的水源进行灌溉。作为本申请的优选方案，在步骤5中，若至少土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值时，则根据气象参数、水分蒸发量、土样中实测盐含量与预设的梭梭对应时期耐盐阈值之间的差值等级来确定灌溉制度的具体方式包含：当土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值，同时，当土样中实测的盐含量大于预设对应时期梭梭的耐盐阈值，则选择灌溉矿化度较低的微咸水或淡水水源进行灌溉，同时，根据气象参数、水分蒸发量和当前灌溉设备的灌溉强度确定灌溉时长；当土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值，同时，当土样中实测的盐含量低于预设对应时期梭梭的耐盐阈值，则选择灌溉矿化度较高的咸水或微咸水水源进行灌溉，同时，根据气象参数、水分蒸发量和当前灌溉设备的灌溉强度确定灌溉时长。作为本申请的优选方案，在步骤S3中，测量土样中的水、盐含量的测定方法包含：采用烘干法测定土样含水率；将烘干的土壤磨碎后，用1mm的筛子筛土，按照1:5土水比充分混合水土溶液，待溶液静止沉淀和澄清后，取其上清液，使用DDS11-a便携式EC仪测量土壤，进而确定土壤盐分含量。作为本申请的优选方案，梭梭生长生理指标包含梭梭的生长指标和生理指标，其中，所述生长指标包含株高、冠幅、枝长以及茎粗，所述生理指标包含叶绿素、脯氨酸、丙二醛、可溶性糖和可溶性蛋白。本申请还提供了一种用于确定荒漠植物梭梭灌溉制度的系统，包含耐盐阈值确定单元，该耐盐阈值确定单元通过对梭梭各时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数进行相关性的分析，进而确定梭梭每个生长时期的耐盐阈值；该耐盐阈值确定单元包含耐盐鉴定指标选取模块和模型建立模块A，耐盐鉴定指标选取模块先将梭梭各生长时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数进行相关性分析，然后选取其中与土壤盐分质量分数相关性最大的生长生理指标作为耐盐鉴定指标，模型建立模块A将选取的梭梭每个生长时期的耐盐鉴定指标为因变量(y1)，各时期的土壤盐分质量分数为自变量(x1)进行曲线估计，建立回归方程，判断梭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，其特征在于，包括：/nS1：获取梭梭多个生长时期的多种生长生理指标，通过将梭梭各时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数和土壤水分质量分数分别进行相关性分析，进而确定梭梭每个生长时期的耐盐阈值和耐水阈值，具体包含：/nS11：将梭梭各生长时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数进行相关性分析，选取其中与土壤盐分质量分数相关性最大的生长生理指标作为耐盐鉴定指标，同时将梭梭各生长时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤水分质量分数进行相关性分析，选取其中与土壤水分质量分数相关性最大的生长生理指标作为耐水鉴定指标；/nS12：将选取的梭梭每个生长时期的耐盐鉴定指标为因变量(y1)，各时期的土壤盐分质量分数为自变量(x1)进行曲线估计，建立回归方程，判断梭梭每个时期的耐盐鉴定指标与对应时期的土壤盐分质量分数是否符合二次曲线模型，若符合，可得出回归方程与决定系数R1

【技术特征摘要】
1.一种荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，其特征在于，包括：
S1：获取梭梭多个生长时期的多种生长生理指标，通过将梭梭各时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数和土壤水分质量分数分别进行相关性分析，进而确定梭梭每个生长时期的耐盐阈值和耐水阈值，具体包含：
S11：将梭梭各生长时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤盐分质量分数进行相关性分析，选取其中与土壤盐分质量分数相关性最大的生长生理指标作为耐盐鉴定指标，同时将梭梭各生长时期的多种生长生理指标与对应时期的土壤水分质量分数进行相关性分析，选取其中与土壤水分质量分数相关性最大的生长生理指标作为耐水鉴定指标；
S12：将选取的梭梭每个生长时期的耐盐鉴定指标为因变量(y1)，各时期的土壤盐分质量分数为自变量(x1)进行曲线估计，建立回归方程，判断梭梭每个时期的耐盐鉴定指标与对应时期的土壤盐分质量分数是否符合二次曲线模型，若符合，可得出回归方程与决定系数R12，将决定系数R12通过参数校准后即为耐盐阈值，也即获得梭梭每个生长时期的耐盐阈值；同时，将选取的梭梭每个生长时期的耐水鉴定指标为因变量(y2)，各时期的土壤水分质量分数为自变量(x2)进行曲线估计，建立回归方程，判断梭梭每个时期的耐水鉴定指标与对应时期的土壤水分质量分数是否符合二次曲线模型，若符合，可得出回归方程与决定系数R22，将决定系数R22通过参数校准后即为耐水阈值，也即获得梭梭每个生长时期的耐水阈值；
S2：选取采样点并获取土样，测量土样中的水、盐含量；
S3：判断土样中实测水含量是否低于预设对应时期梭梭的耐水阈值，同时，判断土样中实测盐含量是否低于预设对应时期梭梭的耐盐阈值，若至少土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值时，则根据气象参数、水分蒸发量、土样中实测盐含量与预设的梭梭对应时期耐盐阈值之间的差值等级来确定灌溉制度，该灌溉制度至少包含灌溉矿化度和灌溉时长。


2.如权利要求1所述的荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，其特征在于，在步骤S5中，灌溉矿化度包含6个等级，矿化度由低到高依次分别为0.2g·L-1，B:1g·L-1，C:3g·L-1，D:6g·L-1，E:9g·L-1，F:12g·L-1；
灌溉矿化度的具体设置包含：在灌溉水源位置根据所定的灌溉矿化度设置六个灌溉矿化度水池，每个灌溉矿化度水池连接有一个滴灌支管道，六个滴灌支管道连接到一主滴灌管道，且六个滴灌支管道上分别设有电磁阀。


3.如权利要求2所述的荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，其特征在于，在步骤S5中，土样中实测盐含量与预设的梭梭对应时期耐盐阈值之间的差值等级与灌溉矿化度之间存在相关性，当土样中实测盐含量大于预设的梭梭对应时期耐盐阈值时其两者的差值等级最大，当土样中实测盐含量小于预设的梭梭对应时期耐盐阈值时其两者的差值等级小，也即当差值等级越小时说明土样中盐含量越低，此时则需要选择灌溉矿化度较高的水源进行灌溉。


4.如权利要求3所述的荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，其特征在于，在步骤5中，若至少土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值时，则根据气象参数、水分蒸发量、土样中实测盐含量与预设的梭梭对应时期耐盐阈值之间的差值等级来确定灌溉制度的具体方式包含：
当土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值，同时，当土样中实测的盐含量大于预设对应时期梭梭的耐盐阈值，则选择灌溉矿化度较低的微咸水或淡水水源进行灌溉，同时，根据气象参数、水分蒸发量和当前灌溉设备的灌溉强度确定灌溉时长；
当土样中实测的水含量低于预设对应时期梭梭的耐水阈值，同时，当土样中实测的盐含量低于预设对应时期梭梭的耐盐阈值，则选择灌溉矿化度较高的咸水或微咸水水源进行灌溉，同时，根据气象参数、水分蒸发量和当前灌溉设备的灌溉强度确定灌溉时长。


5.如权利要求1-4任一项所述的荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，其特征在于，在步骤S3中，测量土样中的水、盐含量的测定方法包含：
采用烘干法测定土样含水率；
将烘干的土壤磨碎后，用1mm的筛子筛土，按照1:5土水比充分混合水土溶液，待溶液静止沉淀和澄清后，取其上清液，使用DDS11-a便携式EC仪测量土壤，进而确定土壤盐分含量。


6.如权利要求1-4任一项所述的荒漠植物梭梭灌溉制度的确定方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广，李万精，刘赛华，何新林，刘兵，李小龙，李鹏飞，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65