CN112789988B - 一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法 - Google Patents
一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112789988B CN112789988B CN202110050277.5A CN202110050277A CN112789988B CN 112789988 B CN112789988 B CN 112789988B CN 202110050277 A CN202110050277 A CN 202110050277A CN 112789988 B CN112789988 B CN 112789988B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- irrigation
- soil
- drip irrigation
- sand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 212
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 34
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 20
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims description 10
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 10
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 10
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 10
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000005648 plant growth regulator Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000008237 rinsing water Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009333 weeding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
- A01C23/007—Metering or regulating systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
- A01C23/04—Distributing under pressure; Distributing mud; Adaptation of watering systems for fertilising-liquids
- A01C23/042—Adding fertiliser to watering systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
- A01G25/02—Watering arrangements located above the soil which make use of perforated pipe-lines or pipe-lines with dispensing fittings, e.g. for drip irrigation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
- A01G25/16—Control of watering
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
- A01G25/16—Control of watering
- A01G25/167—Control by humidity of the soil itself or of devices simulating soil or of the atmosphere; Soil humidity sensors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/38—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Mining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/22—Improving land use; Improving water use or availability; Controlling erosion
Abstract
本发明提供一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，属于自动化灌水技术领域。该方法通过收集不同作物的水盐阈值，测量土壤水盐值；通过检测渠道水含沙量，控制渠水过滤系统，防止灌水系统堵塞；计算盐分淋洗水量，实现微咸水和含沙淡水自动灌水，为作物提供充分的水分，并保证主根区土壤盐分在一定范围内，减小盐分胁迫，极小程度的使用淡水，达到节约淡水的效果，省时省力，节水增产，高效用水。
Description
技术领域
本发明涉及自动化灌水技术领域，具体地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法。
背景技术
我国干旱的西北地区，降雨量少、蒸发量大，属于没有引水灌溉便没有农业的地区，但该地区地下微咸水资源丰富，仅沿黄地区2-5g/L的微咸水可利用量达30亿m3，而目前开采利用的微咸水资源仅有0.5亿m3，仅占可利用量的1.7％，具有很大的使用空间。可见该地区地下微咸水将是补充灌溉用水的主要水源，对于保障干旱区农业生产具有重要意义。然而该地区通常土壤盐渍化严重，仅采用微咸水灌溉势必会导致土壤盐分进一步累积，从而会导致生态环境和粮食安全生产面临挑战。故灌溉淋洗是降低土壤盐分的必要措施，如果仅通过加大微咸水灌溉水量，能一定程度上降低土壤盐分，但是仍然不能充分淋洗掉土壤盐分。若将盐分含量较低的渠道水与盐分含量较高的地下微咸水进行联合灌溉，在最大程度下降低渠道淡水使用量的同时，能明显降低土壤盐分，从而保障粮食安全生产，所以该地区采用井渠双灌既能省淡水又能降土壤盐分，是未来西北盐渍化浅地下水地区农业发展的主要趋势。
井渠双灌是一种统筹地下水与地表水资源的灌溉方式，同时解决地表水的不足与地下水超采问题，缓解地表水来水时间不均衡，防止地下水春季返盐。据已有研究统计，井渠结合的灌溉方式可以减少渠道淡水52％。然而，目前井渠双灌依然停留在人工实施的基础上，难以实现自动化，费时费力。在微咸水和淡水联合使用时，难以掌握灌溉淡水的时间以及灌溉淡水量的大小，如果灌溉淡水不及时会使盐分对作物生长产生胁迫，而灌溉淡水过于频繁又会造成所需淡水过多，达不到缓解淡水资源短缺的要求。另外对于沿黄地区，渠道水源主要来自黄河水，而黄河水含沙量极高，平均达到37.7kg/m3，如果直接使用黄河水滴灌，就需要建造很大面积的沉砂池，这样就会造成土地的浪费。由于引黄水通过干-支-斗3级渠道的输送，大量泥沙已经在渠道中沉淀，如果从农渠取水，并取上层水，含沙量会大大降低，再通过多级过滤，基本能满足滴灌要求，同时对于井渠双灌区域，渠水仅用于淋洗，用水量明显减少，故能满足灌溉要求。
因此，需要设计一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，收集不同作物的水盐阈值，测量土壤水盐值；通过检测渠道水，控制渠道水含沙量，防止灌水系统堵塞；计算盐分淋洗水量，实现微咸水和含沙淡水自动灌水，为作物提供充分的水分，并保证主根区土壤盐分在一定范围内，减小盐分胁迫，极小程度的使用淡水，达到节约淡水的效果，省时省力，节水增产，高效用水。
为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。
一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，包括以下步骤：
S1：收集盐渍化地区不同作物适宜含水率下限，建立盐渍化地区不同作物适宜含水率下限数据库；根据不同作物不同生育期根系分布建立作物根系数据库；根据不同耐盐作物的盐分阈值建立作物耐盐阈值数据库；测量不同深度土壤粒径、容重和田间持水量，建立土壤物理性质数据库；
S2：在明渠中设置进水管进行明渠取水，进水管进水口处设置拦污栅，并在进水管上面设置盖板，拦污栅附近设置浊度计；明渠底部设置水位计，确定进水口淹没深度和安装位置；
S3：进水管依次连通有自吸式离心泵、旋流水砂分离器和砂过滤器；所述砂过滤器连通有施肥灌，所述施肥灌前通过电磁阀连通有地下微咸水取水管道；所述施肥灌与渠道水共用叠片式过滤器进行末级过滤，并连通有滴灌带，所述滴灌带附近埋设有土壤体积含水率传感器和土壤电导率传感器；
S4：通过所述土壤体积含水率传感器采集水盐数据，土壤电导率传感器采集土壤电导率，并传输至决策模块，判断土壤含水率是否达到作物生长适宜含水率下限，或者土壤电导率是否达到FAO-29推荐作物生长相对减产量达到25％时的土壤电导率EC25％，若满足其一则执行S5，若不满足重复执行S4；
S5：判断土壤电导率是否达到EC50％；通过水位计检测渠道是否有水；通过浊度计获取浊度，判断浊度是否小于1000NTU；上述三项均满足时，计算渠道淋洗水量，并输出至控制模块进行渠道水的定量灌溉，否则执行S6；
S6：开始灌溉地下微咸水，直至达到田间持水量，或者达到FAO-29推荐作物生长相对减产量达到0％时的土壤电导率ECmin，或者达到灌溉微咸水电导率值即停止灌溉。
优选地，所述S5中的渠道淋洗水量LR通过以下公式计算：
式中，ECw为灌溉微咸水电导率；ECe为实际测得的土壤电导率。
优选地，所述浊度计设置在离拦污栅处水平10cm处。
优选地，所述盖板位置在渠水进水管口上方5-10cm处。
优选地，所述S2中的进水口淹没深度和安装位置通过以下公式计算：
Hs＝1.3×d；
H安装＝H－Hs－0.5d；
式中：Hs为淹没深度，d为进水管的直径，H安装代表进水管安装的高度，H为渠中水位的高度，d为进水管的直径。
优选地，所述土壤体积含水率传感器的测量范围为0～100％，误差范围在±3％，所述土壤电导率传感器的测量范围为0～23dS m-1，其误差范围在0.01～0.05dS m-1；所述土壤体积含水率传感器和土壤电导率传感器埋设的位置为距离滴灌管水平距离为10cm，垂直位置为25cm处。
优选地，所述滴灌带采用滴头为3.2L/h的单翼迷宫式大流量滴灌带。
本发明有益效果：
(1)明渠取水实现方法，是在明渠中布设电测型压力式水位计、浊度计监测明渠中是否存在淡水及淡水的浑浊程度，是否可以达到灌溉要求，降低进水含沙量和滴头堵塞；
(2)滴灌首部系统中，对于明渠取水系统布置四级过滤系统分别为拦污栅、旋流水砂分离器、砂过滤器及叠片过滤器，分别用于过滤大面积杂质，大颗粒砂石，小颗粒沙及残留砂和化肥块，地下微咸水取水系统只需与明渠取水系统共用叠片过滤器以便过滤水中的细小颗粒及化肥块；
(3)灌水决策，是通过建立作物水盐阈值数据库，并通过水盐传感器检测土壤中水盐含量，通过计算决定是否灌溉，同时通过淋洗计算公式计算淋洗水量，再辅助渠水检测系统，通过现代数据计算方法决策灌水量和淋洗量；实现缺水和盐分胁迫后自动灌溉，并使作物根区始终保持不受盐分胁迫的情况下，最终实现节水增产，高效用水。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明实施例的地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法的滴管系统首部取水系统示意图；
图3是本发明实施例的一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法的决策模块流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，如图1-3所示，包括以下步骤：
S1：收集盐渍化地区不同作物适宜含水率下限，建立盐渍化地区不同作物适宜含水率下限数据库；根据不同作物不同生育期根系分布建立作物根系数据库；根据不同耐盐作物的盐分阈值建立作物耐盐阈值数据库；测量不同深度土壤粒径、容重和田间持水量，建立土壤物理性质数据库；
S2：在明渠中设置进水管进行明渠取水，进水管进水口处设置拦污栅，并在进水管上面设置盖板，拦污栅附近设置浊度计，浊度计设置在离拦污栅处水平10cm处；明渠底部设置水位计，确定进水口淹没深度和安装位置，具体见图2；
进水口淹没深度和安装位置通过以下公式计算：
Hs＝1.3×d；
H安装＝H－Hs－0.5d；
式中：Hs为淹没深度，d为进水管的直径，H安装代表进水管安装的高度，H为渠中水位的高度，d为进水管的直径；
S3：进水管依次连通有自吸式离心泵、旋流水砂分离器(配有集沙罐)和砂过滤器(#8花岗岩)；砂过滤器连通有施肥灌，施肥灌前通过电磁阀连通有地下微咸水取水管道；施肥灌与渠道水共用叠片式过滤器进行末级过滤(孔径为0.125mm)，并连通有滴灌带，滴灌带采用滴头为3.2L/h的单翼迷宫式大流量滴灌带。滴灌带附近埋设有土壤体积含水率传感器和土壤电导率传感器；
土壤体积含水率传感器的测量范围为0～100％，误差范围在±3％，土壤电导率传感器的测量范围为0～23dS m-1，其误差范围在0.01～0.05dS m-1；土壤体积含水率传感器和土壤电导率传感器埋设的位置为距离滴灌管水平距离为10cm，垂直位置为25cm处。
S4：通过土壤体积含水率传感器采集水盐数据，土壤电导率传感器采集土壤电导率，并传输至决策模块，判断土壤含水率是否达到作物生长适宜含水率下限，或者土壤电导率是否达到FAO-29推荐作物生长相对减产量达到25％时的土壤电导率EC25％，若满足其一则执行S5，若不满足重复执行S4；
S5：判断土壤电导率是否达到EC50％；通过水位计检测渠道是否有水；通过浊度计获取浊度，判断浊度是否小于1000NTU；上述三项均满足时，计算渠道淋洗水量，并输出至控制模块，通过模数转换，通过控制电磁阀的启闭进行控制，对渠道水的进行定量灌溉，否则执行S6；
渠道淋洗水量LR通过以下公式计算：
式中，ECw为灌溉微咸水电导率；ECe为实际测得的土壤电导率。
S6：控制模块将土壤水盐传感器调整至实时观测状态，开始灌溉地下微咸水，直至达到田间持水量(根据灌溉速率通过控制灌溉时间进行控制)，或者达到FAO-29推荐作物生长相对减产量达到0％时的土壤电导率ECmin，或者达到灌溉微咸水电导率值即停止灌溉。
实施例：
试验地概况:内蒙古河套灌区九庄农业合作社试验基地(107°18′E，40°41′N)地处内陆，属于中温带半干旱大陆性气候，多年平均降水量140mm，平均气温6.8℃，昼夜温差大，日照时间长，多年日照时间平均值为3229.9h，是中国日照时数较长的地区之一。光、热、水同期，无霜期为130d左右，适宜农作物生长。该地一般每年11月中旬土壤开始封冻，次年5月上旬融通。试验区以粉砂壤土为主，平均土壤容重为1.42g/cm3，平均田间持水量为31.3％。土壤全氮量、全磷量、全钾量分别为0.093％、0.07％、1.60％、有机质质量比为1.2％，PH值为7.6，玉米生育期地下水埋深平均为1.48m。
S1，田间设计：田间试验于2019-2020年在内蒙古河套灌区临河区双河镇进步村九庄农业合作社试验基地进行，深耕及农家肥施入，播种前采用激光平地方法，规整田地，使地面平整整洁；
S2，管道设计：明渠的底部到顶部的高度为100cm，当来水时水位平均可以达到80cm，使用90mm的进水管，则需要的淹没深度为11.7cm，则明渠淡水进水管的安装高度为63.8cm，约为60cm处。根据地块面积及水源位置的远近铺设主管道，泵房上安装水表用以控制水量，沿主管道垂直方向铺设滴灌带，滴灌带为单翼迷宫式，滴灌带平行于作物带；
S3，机械播种及覆膜：选用“钧凯918”玉米品种，5月中上旬播种，采用玉米膜下滴灌专用播种机进行作业，滴灌管铺设与覆膜、播种、施基肥同时进行，采用“一膜一管两行”种植方式，对玉米采用穴播点种，行距50cm，株距40cm，基肥为固体硫酸钾，施加量为300kg/hm2，地膜采用80cm宽，后期采用人工补土覆盖，膜边覆土5cm，膜中间隔2m距离覆土0.5cm，；
S4，灌水施肥一体自动化；采集水盐数据再传输到决策系统，判断土壤含水率是否达到作物生长适宜含水率下限或者是否达到EC25％(该值为FAO-29推荐的该作物生长相对减产量25％时所对应的土壤电导率)，满足其一则需要灌溉，再判断土壤电导率是否达到EC50％(该值为FAO-29推荐的该作物生长相对减产量50％时所对应的土壤电导率)，另外检测渠道是否有水，且浊度是否小于1000NTU，如果三者都满足，计算含沙渠道淋洗水量，并定量进行灌溉，但其中之一不满足，则需使土壤水分传感器和盐分传感器调整到实时观测的状态，并开始灌溉微咸水，灌溉微咸水量根据达到田间持水量，或者达到FAO-29推荐作物生长相对减产量达到0％时的土壤电导率，或者灌溉水电导率值即停止灌溉。
S5，田间管理：5月上、中旬利用液压传动碎土机进行碎土保苗，6月中、下旬，喷洒农药，并辅以除草；
S6，收获采样。
对比例1：传统直接引渠道水滴灌玉米种植；
对比例2：取地下微咸水滴灌玉米种植；
表1不同田间管理方法效果
利用本发明种植的玉米产量等指标见表1，可以看出本发明种植方法较当地传统引黄滴灌玉米种植玉米产量、百粒重、灌溉水利用效率分别显著提高了31.6％，28.8％和15％，相应的平均电导率、水分胁迫时间占生育期比例和盐分胁迫时间占生育期比例分别降低了15.1％，22.1％和31.2％；当地传统微咸水滴灌玉米种植产量、百粒重、灌溉水利用效率分别显著提高了29.7％，23.1％和10.8％，相应的平均电导率、水分胁迫时间占生育期比例和盐分胁迫时间占生育期比例分别降低了27.6％，10.3％和45.3％。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：收集盐渍化地区不同作物适宜含水率下限，建立盐渍化地区不同作物适宜含水率下限数据库；根据不同作物不同生育期根系分布建立作物根系数据库；根据不同耐盐作物的盐分阈值建立作物耐盐阈值数据库；测量不同深度土壤粒径、容重和田间持水量，建立土壤物理性质数据库；
S2：在明渠中设置进水管进行明渠取水，进水管进水口处设置拦污栅，并在进水管上面设置盖板，拦污栅附近设置浊度计；明渠底部设置水位计，确定进水口淹没深度和安装位置；
S3：进水管依次连通有自吸式离心泵、旋流水砂分离器和砂过滤器；所述砂过滤器连通有施肥灌，所述施肥灌前通过电磁阀连通有地下微咸水取水管道；所述施肥灌与渠道水共用叠片式过滤器进行末级过滤，并连通有滴灌带，所述滴灌带附近埋设有土壤体积含水率传感器和土壤电导率传感器；
S4：通过所述土壤体积含水率传感器采集水盐数据，土壤电导率传感器采集土壤电导率，并传输至决策模块，判断土壤含水率是否达到作物生长适宜含水率下限，或者土壤电导率是否达到FAO-29推荐作物生长相对减产量达到25％时的土壤电导率EC25％，若满足其一则执行S5，若不满足重复执行S4；
S5：判断土壤电导率是否达到EC50％；通过水位计检测渠道是否有水；通过浊度计获取浊度，判断浊度是否小于1000NTU；上述三项均满足时，计算渠道淋洗水量，并输出至控制模块进行渠道水的定量灌溉，否则执行S6；
S6：开始灌溉地下微咸水，直至达到田间持水量，或者达到FAO-29推荐作物生长相对减产量达到0％时的土壤电导率ECmin，或者达到灌溉微咸水电导率值即停止灌溉。
2.根据权利要求1所述的地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，其特征在于，所述S5中的渠道淋洗水量LR通过以下公式计算：
式中，ECw为灌溉微咸水电导率；ECe为实际测得的土壤电导率。
3.根据权利要求1所述的地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，其特征在于，所述浊度计设置在离拦污栅处水平10cm处。
4.根据权利要求1所述的地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，其特征在于，所述盖板位置在渠水进水管口上方5-10cm处。
5.根据权利要求1所述的地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，其特征在于，所述S2中的进水口淹没深度和安装位置通过以下公式计算：
Hs＝1.3×d；
H安装＝H－Hs－0.5d；
式中：Hs为淹没深度，d为进水管的直径，H安装代表进水管安装的高度，H为渠中水位的高度，d为进水管的直径。
6.根据权利要求1所述的地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，其特征在于，所述土壤体积含水率传感器的测量范围为0～100％，误差范围在±3％，所述土壤电导率传感器的测量范围为0～23dSm-1，其误差范围在0.01～0.05dSm-1；所述土壤体积含水率传感器和土壤电导率传感器埋设的位置为距离滴灌管水平距离为10cm，垂直位置为25cm处。
7.根据权利要求1所述的地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法，其特征在于，所述滴灌带采用滴头为3.2L/h的单翼迷宫式大流量滴灌带。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110050277.5A CN112789988B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110050277.5A CN112789988B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112789988A CN112789988A (zh) | 2021-05-14 |
| CN112789988B true CN112789988B (zh) | 2021-12-31 |
Family
ID=75810939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110050277.5A Expired - Fee Related CN112789988B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112789988B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113344397B (zh) * | 2021-06-16 | 2022-12-02 | 陕西省生物农业研究所 | 一种设施农业地下微咸水和雨水混合灌溉方法 |
| CN113545276B (zh) * | 2021-07-15 | 2023-04-07 | 水利部牧区水利科学研究所 | 一种引黄灌区防堵塞滴灌系统及运行方法 |
| CN113994877B (zh) * | 2021-10-29 | 2022-10-18 | 贵州省通信产业服务有限公司 | 一种基于nb-iot的山地果园智能灌溉系统 |
| CN114431126B (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-26 | 天地智控(天津)科技有限公司 | 一种井渠双灌智能化管控系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN209693439U (zh) * | 2019-03-29 | 2019-11-29 | 成都云图控股股份有限公司 | 一种肥水一体化应用灌溉装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8108077B2 (en) * | 2008-05-01 | 2012-01-31 | Signature Control Systems, Inc. | Intelligent sensor for irrigation management |
| CN102893777B (zh) * | 2012-07-06 | 2013-10-30 | 兰州大学 | 生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法 |
| CN104488661B (zh) * | 2014-11-21 | 2017-10-20 | 内蒙古农业大学 | 一种针对盐渍化灌区枸杞的微咸水灌溉方法 |
| CN105103857B (zh) * | 2015-08-14 | 2017-11-24 | 中国农业大学 | 一种盐碱地微咸水覆膜滴灌加工番茄种植方法 |
| CN107047234A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-08-18 | 山东理工大学 | 一种盐碱地微咸水与淡水间歇组合灌溉方法 |
| CN108040828A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-05-18 | 水利部牧区水利科学研究所 | 大首部微灌系统 |
| CN108464225A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-31 | 中国农业大学 | 一种沙漠边缘区梭梭木滴灌系统及梭梭木种植方法和应用 |
| CN109287238A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-02-01 | 淮北师范大学 | 交替滴灌系统及交替滴灌方法 |
-
2021
- 2021-01-14 CN CN202110050277.5A patent/CN112789988B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN209693439U (zh) * | 2019-03-29 | 2019-11-29 | 成都云图控股股份有限公司 | 一种肥水一体化应用灌溉装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112789988A (zh) | 2021-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112789988B (zh) | 一种地下微咸水和高含沙渠水联合滴灌的自动化灌水方法 | |
| Wang et al. | Water-saving agriculture in China: an overview | |
| CN102124932B (zh) | 一种坡地集雨节灌控污系统和方法 | |
| CN102630539B (zh) | 水稻适雨灌溉方法 | |
| CN102812843B (zh) | 滨海地区重盐碱地段道路防护林综合配套营建技术 | |
| Khamidov et al. | Water-saving irrigation technologies for cotton in the conditions of global climate change and lack of water resources | |
| CN105850674B (zh) | 一种稻田增氧灌排模拟控制系统及方法 | |
| CN102422735A (zh) | 盐碱地生态综合改良设施及其改良方法 | |
| CN105776736A (zh) | 一种低山丘陵区农业面源污染治理的方法 | |
| CN203735160U (zh) | 一种盐碱地植物种植装置 | |
| CN105961000B (zh) | 减少干旱区河谷低植被覆盖山前坡地降雨融雪侵蚀的方法 | |
| CN110121963A (zh) | 一种盐碱地的快速恢复方法 | |
| CN201813703U (zh) | 一种设施农业膜面集雨重力滴灌系统 | |
| CN201614579U (zh) | 一种分层式农田排渍控制管 | |
| CN106702982B (zh) | 一种集约化农田排水系统 | |
| WO2020094086A1 (zh) | 现代节水技术与循环农业体系及其构建方法 | |
| CN116070462A (zh) | 一种地下微咸水咸淡一体自动化滴灌灌水方法 | |
| CN106797723A (zh) | 一种盐碱地改良系统及改良方法 | |
| CN104420676A (zh) | 一种解决农业面源污染的方法 | |
| CN106134560A (zh) | 一种改良滩涂盐碱地并种植经济作物的聚合方法 | |
| CN207252436U (zh) | 一种自动控制土壤含水量的排溉系统 | |
| CN104790518A (zh) | 一种盐碱地地表水利用方法 | |
| CN206294597U (zh) | 一种容器套美植袋种苗培育装置及其自动控制浇灌系统 | |
| CN204291929U (zh) | 绿化苗木浅埋式排灌设施 | |
| CN210275048U (zh) | 一种改变土壤盐碱的斗渠生态渗滤工程系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211231 |