土壤水分动态监测最佳测量深度分析

土壤水分是作物生长的主要影响因素,土壤水分状况对其生育、产量等都形成重大影响。华北地区是我国重要的粮食生产基地,该地区的小麦、玉米播种面积分别占全国总播种面积的56.7%、37.7%,而0~50 cm土层中的根系根长占57.7%(小麦)和51.5%~62.5% (玉米)。因此以0~50cm平均含水量来代表土壤水分状况较为合适。区域尺度的土壤水分监测是世界上公认的难题,传统的取土法不仅费时费力,而且测点少、代表性差,无法实现区域尺度上的土壤动态水分监测。20世纪中叶以来,随着电子和信息技术的发展,土壤水分的测量手段在简便、快速、准确方面有了很大的进步,但在大区域尺度上进行密集的定点同步监测,仍然受到限制,原因是土壤水分传感器和采集设备的投入很大。在保证准确把握土壤墒情信息的前提下,简化土壤剖面水分的测量,减少传感器的数量,是解决投资瓶颈的关键。

而如果我们能够确定土壤水分最佳测量深度，那么就可以大大减少测量土壤水分的时间和精力，以及其他的投入。从相关的研究，我们得到深度30cm处土壤水分与作物根层(0~50cm)土壤含水量呈线性相关,而且方差分析和检验证实测量耕层土壤水分含量值,说明传感器安装的合适深度为30cm。模拟计算值与实际测量值比较结果表明,通过30cm处土壤含水量预测0~50cm土壤体积含水量的方法是可行的。

土壤墒情与旱情管理系统正好符合这样的测量需求。土壤墒情与旱情管理系统能够对40个监测点实现垂向六点法同步检测，因此能够很精确，很灵敏的测定0-50cm处土壤水分的变化情况，而且土壤墒情与旱情管理系统还可以在10秒-30天自由设定采样周期，能同时保存50万条记录。土壤墒情与旱情管理系统内部含有GSM/GPRS硬件设备，因此能够实现数据的无线传输，而此时它又赋予新的称呼：无线墒情与旱情管理系统。另外在土壤水分的测量过程中，我们使用的很多的是多参数土壤测量仪，因为多参数土壤测量仪能够测定土壤水分、土壤温度等多个参数，比较适合对土壤水分进行综合分析研究。