CN110889563B - 一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法及系统，根据沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度可以准确快速地预测沙米出苗的最低补水量，从理论上提供了沙区自然降雨后降雨量是否满足人工种植沙米出苗的快速判断依据。因此，本发明在沙米的人工种植生产中发挥有重要的指导作用；同时，在指导推动沙区紧缺水资源的高效利用方面有其积极的意义。

Description

一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法及系统
技术领域
本发明涉及沙漠植物领域，特别是涉及一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法及系统。
背景技术
沙米属藜科沙蓬属一年生草本植物，是流动性沙丘、沙质地表植被演替的先锋植物，也是沙区重要野生经济植物，其种子富含粗蛋白、苏氨酸等人体必需氨基酸和镁、钾、锌等矿物质元素，是一种传统的、天然的功能性绿色食品。国内外有关沙米的研究，主要集中于沙米的生态学、种子营养成分、种子特征及其含水率等方面。也有学者利用赤霉素、乙烯利、氟啶酮等不同激素进行沙米种子休眠的破除研究，得到萌芽率由10％-20％提高到90％以上，成功解决了生产实际中沙米种子因休眠而萌发率低这一问题。
然而，有关沙米出苗需水量，即沙米种子出苗的土壤水分阈值(简称“沙米出苗水分阈值”)、或沙米种子出苗的土壤补水量(简称“沙米出苗补水量”)，以及对不同降雨量(或人工浇水)下渗于流沙地表干沙层(含水率＜2％)的不同深度、下渗水分在不同沙层深度处蒸发耗散至2％以下所持续不同时间等方面的研究，目前还是一个空白。
发明内容
本发明的目的是提供一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法及系统，能够准确预测沙米出苗需水量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法，所述方法包括：
获取沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度；
根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量。
可选的，所述根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量，具体包括：
当所述沙米种植期的气温为20-25℃之间，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDx(cm)/B1(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，SDx表示沙米种植期地表干沙层深度，B1表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度。
可选的，所述根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量，具体包括：
当所述沙米种植期的气温达到或高于35℃，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDy(cm)/B2(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，SDy表示沙米种植期地表干沙层深度，B2表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度。
一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测系统，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度；
沙米出苗补水量计算模块，用于根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量。
可选的，所述沙米出苗补水量计算模块包括：
判断单元，用于当所述沙米种植期的气温为20-25℃之间，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDx(cm)/B1(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，SDx表示沙米种植期地表干沙层深度，B1表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度。
可选的，所述沙米出苗补水量计算模块还包括：
判断单元，用于当所述沙米种植期的气温达到或高于35℃，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDy(cm)/B2(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，SDy表示沙米种植期地表干沙层深度，B2表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明根据沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度可以准确快速地预测沙米出苗的最低补水量，从理论上提供了沙区自然降雨后降雨量是否满足人工种植沙米出苗的快速判断依据。因此，本发明在沙米的人工种植生产中发挥有重要的指导作用；同时，在指导推动沙区紧缺水资源的高效利用方面有其积极的意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。沙米人工种植促进出苗需水量的预测
图1为本发明沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法的流程示意图；
图2为本发明沙米人工种植促进出苗需水量的预测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法及系统，可以准确快速地预测沙米出苗的最低补水量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法，该方法包括：
步骤101：获取沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度；
步骤102：根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量。
本发明根据沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度可以直接预测沙米出苗补水量，快速准确。
种植沙米时，要综合考虑种植期时间、当地气温和种植区域地表干沙层深度。本发明以甘肃地区河西走廊腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠南缘的生态环境为例，介绍具体的沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法。
在具体实施过程中，通过以下实验方法确定沙米出苗水分阈值：
首先确定室内阈值：通过室内人工气候箱，温度梯度设定为15℃/15℃、25℃/15℃和35℃/15℃，模拟沙区春季、初夏和盛夏的白昼夜晚，气候箱内相对湿度均设为50％。不同温度下，沙米出苗水分阈值若用自然降雨量单位表示，分别为11、9和9㎜，且该水量在60小时内渗入风沙土的深度分别为20.6、18.0和16.3㎝，此时上表层因水分蒸发耗散形成的干沙层深度分别为0、3.5和5.5㎝，上表层松散干沙最早出苗时间依次为种植后第7、第3和第2天，最终出苗率分别为28.0％、68.5％和70.0％。
然后确定室外阈值：基于室内实验结果，室外太阳板遮雨棚下于6月上旬、7月中旬分别进行的沙米出苗水分阈值试验研究结果均为10.0㎜。不同之处在于风沙土内水分下渗的深度、下渗持续时间和沙米出苗时间，7月中旬种植沙米第3天出苗，水分下渗持续时间32小时，下渗深度12.2㎝，出苗率63.3％；而6月上旬的在第5天出苗，水分下渗持续时间56小时，下渗深度17.2㎝，出苗率为55.5％。
基于上述沙米出苗水分阈值的研发，人工浇水在风沙土的下渗持续时间、下渗深度均与浇水量有关，浇水量越大，下渗持续时间及下渗深度越大；从另一方面讲，同一时段内相同条件下，浇水量与该水量渗透风沙土的体积呈正比关系。室内1体积的水可渗透20.0体积的风沙土；室外由于太阳光照强度、风速大小等气候因子的不稳定性，致使沙面水分的蒸散速率不断变化且相对较高，与室内相比，同等水量渗透的风沙土体积要小于室内。研发表明：1体积的水在6月上旬可渗透17.2体积的风沙土，在7月中旬可渗透12.2体积的风沙土。
当沙米种植时间为5-7月初，气温为20-25℃之间，此时以10毫米作为沙米出苗水分阈值，以17.2cm作为该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度。
当测量的沙米种植地表干沙层深度SDx小于或等于17.2cm时，根据公式FW＝10(mm)×[SDx(cm)/17.2(cm)]计算沙米出苗补水量。
当测量的沙米种植地表干沙层深度SDx大于17.2cm时，则沙米出苗补水量为FW＝10(mm)。
当沙米种植的时间为7月份，平均气温达到或高于35℃，此时以10毫米作为沙米出苗水分阈值，以12.2cm作为该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度。
当测量的沙米种植地表干沙层深度SDy小于或等于12.2cm时，根据公式FW＝10(mm)×[SDy(cm)/12.2(cm)]计算沙米出苗补水量。
当测量的沙米种植地表干沙层深度SDy大于12.2cm时，则沙米出苗补水量为FW＝10(mm)。
本发明还保护一种与沙米出苗需水量预测方法对应的系统，系统包括：数据获取模块201和沙米出苗补水量计算模块202.
数据获取模块201用于获取沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度。
沙米出苗补水量计算模块202用于根据沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量。
本系统在实施过程中沙米出苗水分阈值的测定值为10毫米。
沙米出苗补水量计算模块包括：第一判断单元和第二判断单元。
第一判断单元，用于当沙米种植的时间为5-7月初，气温为20-25℃之间，判断沙米种植地表干沙层深度SDx是否小于或等于17.2厘米；
若是，则根据公式FW＝10(mm)×[SDx(cm)/17.2(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则沙米出苗补水量为FW＝10(mm)。
第二判断单元，用于当沙米种植时间为7月，平均气温达到或高于35℃，判断沙米种植地表干沙层深度SDy是否小于或等于12.2cm。
若是，则根据公式FW＝10(mm)×[SDy(cm)/12.2(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则沙米出苗补水量为FW＝10(mm)。
本发明根据种植期的环境气温和沙米种植地表干沙层深度，可以直接得知沙米种植出苗的最低补水量；并且通过测定自然降雨量，可为快速判断该降雨是否满足沙米人工种植出苗的参考依据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度；
根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量；
所述根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量，具体包括：
当所述沙米种植期的气温为20-25℃之间，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDx(cm)/B1(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，A＝10，SDx表示沙米种植期地表干沙层深度，B1表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度，B1＝17.2；
当所述沙米种植期的气温高于35℃，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDy(cm)/B2(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，SDy表示沙米种植期地表干沙层深度，B2表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度，B2＝12.2。
2.一种沙米人工种植促进出苗需水量的预测系统，其特征在于，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取沙米种植期的气温和沙米种植地表干沙层深度；
沙米出苗补水量计算模块，用于根据所述沙米种植期的气温和所述沙米种植地表干沙层深度，利用沙米出苗补水量模型计算沙米出苗补水量；
所述沙米出苗补水量计算模块包括：
判断单元，用于当所述沙米种植期的气温为20-25℃之间，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDx(cm)/B1(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，A＝10，SDx表示沙米种植期地表干沙层深度，B1表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度，B1＝17.2；
判断单元，还用于当所述沙米种植期的气温高于35℃，判断所述沙米种植地表干沙层深度是否小于或等于该气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度；
若是，则根据公式FW＝A(mm)×[SDy(cm)/B2(cm)]计算沙米出苗补水量；
若否，则根据公式FW＝A(mm)计算沙米出苗补水量；
其中FW表示沙米出苗补水量，A表示沙米出苗水分阈值，SDy表示沙米种植期地表干沙层深度，B2表示该种植期气温下沙米出苗水分阈值可渗透流沙地表干沙层的深度，B2＝12.2。
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