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原文传递一种设施土壤盐分监测方法与系统

专利名称：	一种设施土壤盐分监测方法与系统
摘要：	本发明实施例提供一种设施土壤盐分监测方法与系统，基于设施作物根区土壤含水量数据和气象数据感知设施作物冠层气象数据，通过数值的方法对设施作物根区的土壤盐分进行仿真估算，与传统的土壤盐分测定方法相比，实现了设置作物根区土壤盐分的实时监测，节约了人力资源成本和基质盐分测定仪器设备及耗材的资金成本。利用本发明提供的方法对设施作物根区土壤盐分变化动态进行实时监测，及时采取盐分调控措施，从而避免设施作物受到盐害的影响，为设施蔬菜作物的优质高效产出提供技术支持。可实现设施蔬菜根区土壤盐分变化动态过程进行实时监测，为制定科学合理的设施作物土壤根系层盐分调控策略，实现设施蔬菜生产可持续发展提供支持。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京农业智能装备技术研究中心
发明人：	王利春;郭文忠;李友丽;陈红;赵倩;李银坤
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201811581953.6
公开号：	CN109813865A
代理机构：	北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：	王莹;吴欢燕
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	100097 北京市海淀区曙光花园中路11号农科大厦A座1107
主权项：	1.一种设施土壤盐分监测方法，其特征在于，包括：基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化得到实际作物根系吸水速率；基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布。 2.根据权利要求1所述的设施土壤盐分监测方法，其特征在于，基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化得到实际作物根系吸水速率，具体包括：在设施作物根区埋设土壤水分传感器，连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；并基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，得到设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率。 3.根据权利要求2所述的设施土壤盐分监测方法，其特征在于，土壤水分运移方程中为：式中，C(h)为比水容量；K(h)为非饱和水力传导度；h土壤水势；S(z,t)为实际作物根系吸水速率，z为空间位置坐标，t为时间坐标。 4.根据权利要求1所述的设施土壤盐分监测方法，其特征在于，基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率，具体包括：基于设施作物的冠层温度T、湿度RH、辐射Rs和微风速Ws，获取作物潜在水分消耗速率Tp，并基于所述作物潜在水分消耗速率得到作物潜在根系吸水速率Sp(z)：式中，Lr为根系下扎根深度，与实际作物根系吸水速率的深度一致；zr为相对扎根深度，zr＝z/Lr；Lnrd(zr)为相对根长密度分布。 5.根据权利要求3所述的设施土壤盐分监测方法，其特征在于，基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，具体包括：基于作物潜在根系吸水速率Sp(z)和水分胁迫修正因袭得到盐分胁迫修正因子：式中，α(h)为水分胁迫修正因子；为盐分胁迫修正因子；S(z)为实际作物根系吸水速率；h1、h2、h3和h4分别为设施作物受水分胁迫状态对应土壤水势的临界值。 6.根据权利要求5所述的设施土壤盐分监测方法，其特征在于，基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子后，还包括：获取设施作物根区的平均渗透势分布：式中，p、为基于预先试验得到的优化参数，为土壤渗透势能。 7.根据权利要求6所述的设施土壤盐分监测方法，其特征在于，所述土壤溶液盐分浓度SC为： 8.一种设施土壤盐分监测系统，其特征在于，包括：作物根区土壤水分测量模块，用于基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化得到实际作物根系吸水速率；作物冠层气象信息采集模块，用于基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；作物根区土壤盐分估算模块，用于基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布。 9.根据权利要求8所述的设施土壤盐分监测系统，其特征在于，所述作物根区土壤水分测量模块包括若干土壤水分传感器和作物根系吸水分析单元；所述土壤水分传感器等间距埋设于设施作物根区，用于连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；所述作物根系吸水分析单元，用于基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，得到设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率。 10.根据权利要求8所述的设施土壤盐分监测系统，其特征在于，所述作物冠层气象信息采集模块包括空气温度传感器、湿度传感器、辐射传感器和微风传感器。
所属类别：	发明专利