山东省德州地区土壤墒情监测方法的初步研究

摘要

随着人口增长和经济的社会发展，水资源在世界范围内己成为稀缺资源。2008年11月至2009年年初，我国北方冬小麦主产区大面积水资源匮缺，导致我国粮食年产量减少。目前，水资源的短缺已经成为制约我国农业发展的“瓶颈”因子，节约用水和高效用水已受到国家和政府的重视。所以，农业节水技术中的墒情监测技术通过及时了解土壤水分现有状况，在农业生产中显得尤为重要。
　　 本文主要通过对中国科学院禹城综合试验站内2001年～2008年土壤水分数据（由禹城综合试验站提供）进行分析，结合FDS土壤水分传感器的精度测试研究，以改进现有的农业墒情监测方法，并将该方法推广至区域内（德州市）土壤墒情监测。
　　 主要研究内容和结论如下：
　　 1.将由中科院禹城综合试验站提供的2001～2004年0～150cm范围内土壤水分数据进行分析，结果表明，地表0～50cm深度范围内土壤含水量存在一定的变异性，60cm以下土壤含水量变化基本趋于稳定。冬小麦和夏玉米土壤水分在0～150cm范围内的变异性基本趋于一致。根据实验数据的分析与检验，认为测量0～150cm范围内土壤含水量时，传感器适合安装深度为10cm(或20cm)、50cm、110cm、130cm、140cm和150cm共6个测量深度。
　　 2.将2001～2007年作物根层(0～50cm)土壤水分数据进行分析，结果表明，深度为30cm处土壤含水量值与作物根层土壤含水量值高度相关，并且二者之间可构成一定的转换模型。最后，利用2008年作物根层土壤水分实际测量值与通过模型计算得出的预测值二者进行比较，结果证明，拟合效果比较好。所以，30cm深度可以作为作物根层土壤含水量测定的最佳土层深度。
　　 3.将禹城市现有两种土质，按照不同容重条件下，进行FDS土壤水分传感器室内标定回填实验。结果表明，在测量壤土土样时，容重对FDS土壤水分传感器的测量值影响不明显，而FDS土壤水分传感器在测量砂土土样时，容重不同，标定公式不同，即FDS土壤水分传感器在测量砂质土壤时需要按照不同的容重标定公式进行计算。
　　 4.将壤土回填于桶内，同时种植作物，经过4个月待土壤形成一定的土壤结构层次后，通过灌水方式将每个桶内控制成不同的土壤水分剖面，利用称重法、中子法、FDS法对照测量土壤含水量，以标定FDS土壤水分传感器。结果表明，每个桶内标定公式都较好。
　　 5.在室内标定的基础上考虑温度对FDS和EC5的影响，将土样先后置于6个不同的温度条件下24h后进行测量，然后通过取土法计算出土壤含水量。结果表明，EC5和FDS土壤水分传感器在投入使用时，应该，按照温度的标准将标定曲线进行修正。
　　 6.将2009年10月11日在德州市100个土壤墒情监测点的土壤水分含量数据，利用surfer8.0软件将其进行插值，绘出等值线，以对德州地区农田区域墒情监测数据空间趋势分析。结果表明，该天德州市的土壤墒情基本上适宜冬小麦生长。