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功能：蔬菜測墑自動(dòng)灌溉技術(shù)是通過監(jiān)測一定區(qū)域內(nèi)具有代表性的土壤墑情指標(biāo)，實(shí)時(shí)掌握土壤水分變化的基礎(chǔ)上，建立起智能控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)土壤墑情狀況，實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)控的土壤墑情的灌溉系統(tǒng)，制定出適時(shí)適量自動(dòng)灌溉、符合作物生長需求的灌溉指標(biāo)、灌溉制度及配套技術(shù)措施，達(dá)到土壤水分供給和作物水分吸收的供需平衡，以及節(jié)水節(jié)肥及水肥高效利用等目標(biāo)，解決作物生長過程需水量大，灌溉頻率高，灌溉量難于掌握等具體問題。項(xiàng)目通過設(shè)計(jì)制造出新型土壤墑情傳感器，配套標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝技術(shù)和灌溉措施提高監(jiān)測的代表性，用微型計(jì)算機(jī)建立起土壤墑情的數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制的系統(tǒng)，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測和調(diào)控土壤墑情，實(shí)現(xiàn)蔬菜灌溉的精準(zhǔn)自動(dòng)控制。 性能：【同類技術(shù)】普遍采用FDR法與TDR法測定點(diǎn)的含水量，生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)誤差大，用其土壤監(jiān)測時(shí)常要采用加權(quán)平均法進(jìn)行修正，使用方法比較復(fù)雜。【本項(xiàng)目技術(shù)】通過擴(kuò)大測定土塊的體積提高精確性，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化灌溉方法和農(nóng)藝技術(shù)提高代表性，用微電腦實(shí)時(shí)精確調(diào)控土壤墑情，實(shí)現(xiàn)菜田土壤灌溉的精準(zhǔn)自動(dòng)控制。 用途：蔬菜生產(chǎn)過程中，根據(jù)蔬菜生長狀況及生育時(shí)期，精準(zhǔn)自動(dòng)調(diào)控土壤墑情，做到適時(shí)適量合理灌溉。成果項(xiàng)目提供一種新型實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤水分含量的土壤墑情傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測土壤墑情狀況。在大田中建立起實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測土壤墑情狀況的系統(tǒng)。通過增大土壤墑情的監(jiān)測范圍和體積，定向監(jiān)測目標(biāo)土壤的土壤墑情狀況，提高土壤墑情監(jiān)測的精確性和代表性。并根據(jù)蔬菜的根系構(gòu)型設(shè)置土壤墑情傳感器的監(jiān)測范圍，配套標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝技術(shù)，使實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果能代表大田整體情況。在大田生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，一方面使監(jiān)測區(qū)域的墑情狀況與大田整體的墑情狀況保持一致，另一方面使監(jiān)測區(qū)域的灌溉措施和大田整體灌溉措施保持一致，保證監(jiān)測區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果能夠代表性大田整體狀況，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測和精準(zhǔn)調(diào)控土壤墑情的目標(biāo)。并設(shè)計(jì)制造出測墑灌溉控制器，將土壤墑情傳感器的監(jiān)測信號作為測墑自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的命令。并能設(shè)置出具體的灌溉指標(biāo)和灌溉周期，將墑情傳感器的監(jiān)測值轉(zhuǎn)化成控制灌溉系統(tǒng)的命令。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能按照所設(shè)定的灌溉指標(biāo)和灌溉制度，根據(jù)土壤墑情狀況測墑自動(dòng)灌溉，保證蔬菜需水和灌溉供水的平衡，適時(shí)適量滿足蔬菜生長對水分的需求，實(shí)現(xiàn)灌溉的數(shù)字化的精準(zhǔn)管理，避免了人工操作的盲目性。 適用范圍：適用于測墑灌溉系統(tǒng)在蔬菜生產(chǎn)上的應(yīng)用，精準(zhǔn)自動(dòng)灌溉設(shè)備的制造和使用。

① 改良土壤墑情傳感器，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測土壤墑情 創(chuàng)新土壤墑情監(jiān)測方法。通過增大土壤的監(jiān)測范圍和體積，將普通土壤水分傳感器以一個(gè)測定點(diǎn)的監(jiān)測取樣方式改變?yōu)橐砸粋€(gè)土塊的監(jiān)測取樣方式，提高墑情監(jiān)測的精確性；同時(shí)配套標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝技術(shù)，根據(jù)蔬菜根構(gòu)型設(shè)置土壤墑情傳感器的監(jiān)測范圍，并使監(jiān)測區(qū)域的墑情狀況與大田整體的墑情狀況完全一致，澆灌措施也保持一致，能夠?qū)崟r(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測反映蔬菜根區(qū)的整體墑情狀況，提高了墑情監(jiān)測的代表性。解決了普通土壤水分傳感器監(jiān)測點(diǎn)狹小，監(jiān)測結(jié)果穩(wěn)定性不高、代表性不強(qiáng)，需要多個(gè)監(jiān)測參數(shù)修正的問題，達(dá)到實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測土壤墑情的目標(biāo)。 ② 設(shè)計(jì)制造測墑灌溉控制器，建立測墑自動(dòng)灌溉系統(tǒng) 用微型計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)制造出測墑灌溉控制器，根據(jù)土壤墑情傳感器的監(jiān)測結(jié)果建立起土壤墑情監(jiān)測與灌溉設(shè)施聯(lián)動(dòng)的測墑灌溉自動(dòng)控制裝置。測墑灌溉控制器有顯示器、控制按鍵、數(shù)字線接口和二條連線，分別執(zhí)行土壤墑情數(shù)據(jù)的讀取、調(diào)控、導(dǎo)出的功能，并以二條連線分別與土壤墑情傳感器和灌溉系統(tǒng)聯(lián)接。顯示器能實(shí)時(shí)讀取土壤墑情傳感器的監(jiān)測值；控制按鍵能設(shè)置出具體的澆灌指標(biāo)和澆灌周期，將墑情傳感器的監(jiān)測值轉(zhuǎn)化成控制灌溉系統(tǒng)的命令。測墑灌溉控制器分別與土壤墑情傳感器和灌溉設(shè)施連接，組裝起實(shí)時(shí)調(diào)控土壤墑情的測墑灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能根據(jù)設(shè)定的澆灌設(shè)置和土壤墑情狀況自動(dòng)澆灌，保證蔬菜用水和灌溉供水的平衡，適時(shí)適量滿足蔬菜對水分的需求，讓蔬菜缺多少水，喝多少水，喝足不浪費(fèi)，避免了過量灌溉引起的水肥流失。測墑灌溉控制器還能實(shí)時(shí)監(jiān)測和保存記錄土壤墑情變化狀況，并可以通過數(shù)據(jù)線接口導(dǎo)出監(jiān)測歷史水分記錄。測墑自動(dòng)灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)蔬菜灌溉的數(shù)字化的精準(zhǔn)管理，避免了人工操作的盲目性，為蔬菜節(jié)水灌溉技術(shù)提供了技術(shù)支撐。 ③ 應(yīng)用測墑自動(dòng)灌溉系統(tǒng)節(jié)水灌溉，提高蔬菜水分利用效率 為了研究測墑自動(dòng)灌溉系統(tǒng)對蔬菜產(chǎn)量和水分利用效率的作用，以青花菜、菜心、大白菜3種蔬菜為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了測墑灌溉對蔬菜產(chǎn)量、用水量和水分利用效率的差異比較試驗(yàn)。結(jié)果表明，對需水量大的大白菜，測墑灌溉能大幅增加產(chǎn)量對較耐干旱的青花菜，測墑灌溉大幅節(jié)約了水分，測墑灌溉的用水量分別比傳統(tǒng)灌溉節(jié)約了34.1%、5.2%和-13.3%。3種蔬菜的水分利用效率均有大幅提高，分別比傳統(tǒng)灌溉提高70.2%、81.8%和73.2%。可見測墑自動(dòng)灌溉真正起到了適時(shí)適量補(bǔ)充土壤水分的作用，滿足蔬菜生產(chǎn)發(fā)育對水分的需求，緩解水分供需矛盾的作用。

獲得授權(quán)專利“一種實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤墑情的土壤墑情傳感器及自動(dòng)灌溉系統(tǒng)”。

已經(jīng)制定了蔬菜測墑自動(dòng)灌溉技術(shù)操作規(guī)范供生產(chǎn)應(yīng)用，未發(fā)布。

技術(shù)成熟度：已在在多地建設(shè)了測墑自動(dòng)灌溉系統(tǒng)應(yīng)用示范，并表現(xiàn)出良好的使用效果。用菜豆、青花菜、高腳菜心、大白菜和西葫蘆5種蔬菜進(jìn)行了傳統(tǒng)常規(guī)栽培和測墑灌溉栽培二種處理方法進(jìn)行用水量測定的試驗(yàn)，比較二種灌溉方法的蔬菜產(chǎn)量、用水量和水分利用效率的差異。結(jié)果表明，測墑灌溉能適時(shí)適量補(bǔ)充土壤水分，首先滿足了蔬菜生產(chǎn)發(fā)育對水分的需求，同時(shí)避免了過量灌溉引起的水肥流失浪費(fèi)，節(jié)約灌溉水。蔬菜生長快，根系淺，生長過程耗水量多，特別是廣州市秋冬季節(jié)氣候干燥，蒸騰量大，蔬菜植株水分供需矛盾突出，需要及時(shí)補(bǔ)充水分才能滿足蔬菜生長要求。采用測墑灌溉方法既能節(jié)省人工，又可適時(shí)適量補(bǔ)充土壤水分，做到勤施薄施，5種蔬菜測墑灌溉的用水量平均節(jié)約了15.6%。其次，測墑灌溉能大幅提高蔬菜水分利用效率。測墑灌溉將灌溉水直接輸送到土壤供蔬菜根系吸收，不僅減少了水分澆灌過程中的消耗，不能夠適時(shí)適量補(bǔ)充土壤水分，防止過量澆灌引起水肥流失，節(jié)約了灌溉水用量，保證水肥資源的高效利用，水分利用效率提高了70.3%~373.2%。同時(shí)，測墑灌溉技術(shù)對蔬菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)起著重要作用。測墑灌溉技術(shù)采用了標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的灌溉措施通過管道直接將灌溉水輸送到蔬菜根區(qū)，避免了因人工操作和灌溉過程將各種病原菌和污染物攜帶到田間蔬菜中，大幅減輕蔬菜病蟲害的發(fā)生。保證高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。產(chǎn)品市場接受度：目前，已分別在5個(gè)生產(chǎn)基地建設(shè)出幾十套土壤墑情實(shí)時(shí)監(jiān)測和合理灌溉聯(lián)動(dòng)的控制系統(tǒng)，將蔬菜測墑灌溉技術(shù)在生產(chǎn)基地應(yīng)用與示范。市場競爭力：以TDR法和FDR法為原理的土壤水分傳感器監(jiān)測結(jié)果仍存在穩(wěn)定性不高、代表性不強(qiáng)等問題，且使用方法復(fù)雜，與生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用有一定的距離，亟需改進(jìn)，成果項(xiàng)目創(chuàng)新應(yīng)用了蔬菜節(jié)水灌溉技術(shù)和土壤墑情監(jiān)測產(chǎn)品，聯(lián)合相關(guān)企業(yè)研發(fā)了出新型土壤墑情傳感器，構(gòu)建起蔬菜測墑灌溉系統(tǒng)在生產(chǎn)上應(yīng)用。