雷达信号对膜下滴灌棉田土壤水盐的响应研究

摘要

雷达信号是反映介质信息的重要依据,为探究雷达信号对长期膜下滴灌棉田土壤水盐的响应特征。试验采用中心频率为250 MHz的pulse EKKO PRO探地雷达,以未采用过滴灌技术的荒地为对照,探测滴灌应用年限年分别为11年和21年的两个地块,取实测剖面对比探地雷达波谱图像上的分层结果,结合电磁波时域和频域的方法,剖析电磁波信号对土壤水盐的响应特征。结果表明:①通过250 MHz中心频率探地雷达波谱图像上的反射层面与实际开挖剖面相结合,能够快速识别膜下滴灌棉田0~140 cm范围不同土层的上下边界。同时,结合取样数据时,能够有效的辨别大范围的土层结构信息。但当水盐含量较高时,探地雷达将无法有效识别土壤的反射层面,从而很难分辨土壤的层次结构。②长期膜下滴灌棉田盐渍化土壤对电磁波的影响十分显著,水分含量和盐分含量是引起电磁波衰减的主要因素。振幅能值是雷达信号对水盐响应的标志参数,水盐含量与振幅能值成反比。③中心频率为250 MHz的天线在不同滴灌年限的地块中,主频发生偏移,滴灌棉田出现在160 GHz左右,而荒地出现在190GHz左右。荒地中出现多峰现象,次主频分别处于371 MHz和688 MHz。且荒地的振幅能值小于滴灌棉田。利用探地雷达快速无损的优势,大面积获取膜下滴灌棉田土壤水盐的变化信息,有利于盐碱化土壤的及时处理。