[发明专利]一种冬小麦全生育期灌溉预警决策方法

说明书

本发明提供一种冬小麦全生育期灌溉预警决策方法，包括：S1，将种植区所在的市级气象预测信息输入BP神经网络，获取种植区气象预测信息；S2，将种植区纬度值、冬小麦作物系数、种植区气象预测信息输入日耗水模型，获取日耗水量；日耗水模型应用Hargreaves公式建立；S3，根据种植区的土壤水文特征信息、冬小麦水分控制上限、当前土体贮水量和日耗水量，获取推荐灌溉时间和推荐灌溉量。本发明提供的一种冬小麦全生育期灌溉预警决策方法，维持了供需平衡，解决了传统经验导致的灌溉误差，保证了合理灌溉，提高了水分利用效率，维持了冬小麦产量。

技术领域

本发明涉及农业信息技术领域，尤其涉及一种冬小麦全生育期灌溉预警决策方法。

背景技术

冬小麦作为我国旱区的主要种植作物之一，其生长经历秋季，跨越整个冬季和春季，正是种植区最干旱少雨时期。适时适量的水肥耦合供给不仅是影响其产量和品质的关键措施，而且有助于突破旱区水资源严重紧缺与农业水资源利用效率低下并存的瓶颈，对保障国家粮食供给和粮食安全至关重要。

然而在实际种植现状中，目前旱区冬小麦的灌溉施肥仍然以经验灌溉为主导，即在关键生育期进行定时定量的水肥补给，盲目随机性大，并未考虑当前的土壤水分状况，进而将水肥供给与作物实际需求关联起来。事实上，为了维持作物高产水平，避免水肥过度投入，实现水肥供需的精确匹配，必须考虑环境墒情的影响。尤其针对大田种植，作物生长环境可控性差，依靠常规经验进行的水肥管理，很可能造成水分的不必要补充或者农田面源污染，阻碍水肥管理向着更加高效精准的方向发展。

面对水资源的不合理利用和干旱的频繁发生，水肥一体化作为国内外公认的一种高效节水节肥技术，近年来已逐渐在大田种植管理中推广应用。但依旧存在以下问题：一方面，春季耕地供水危机日益呈现，加上肥料的不合理施加，土壤氮素大量累积，农田面源污染问题日益加重；另一方面，在进行冬小麦的田间管理时，并未形成一套成熟的水肥管理办法。具体如下：①由于气候条件的影响，已推广的水肥一体化装备在灌溉决策上尚未形成完善的简约性监测控制专家系统，缺乏根据土壤实际墒情，在作物关键生育期的专业灌溉指导，易造成水资源的不必要浪费；②现有的专家系统因为限制条件及输入参数过多，农户无法直接获取种植区的农田土壤信息及灌溉决策信息，不能有效的推广开来。因此，在灌溉可供水量短缺和灌溉用水浪费严重的背景下，建立科学合理的冬小麦全生育期灌溉预警决策方法，对于冬小麦的培育和帮助发展节水农业都具有现实意义。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的冬小麦灌溉未考虑当前的土壤水分状况问题，提供了一种冬小麦全生育期灌溉预警决策方法。

一方面，本发明提出一种冬小麦全生育期灌溉预警决策方法，包括：S1，将种植区所在的市级气象预测信息输入BP神经网络，获取种植区气象预测信息；S2，将种植区纬度值、冬小麦作物系数、所述种植区气象预测信息输入日耗水模型，获取日耗水量；所述日耗水模型应用Hargreaves公式建立；S3，根据种植区的土壤水文特征信息、冬小麦水分控制上限、当前土体贮水量和所述日耗水量，获取推荐灌溉时间和推荐灌溉量。

优选地，所述步骤S2进一步包括：根据所述种植区气象预测信息和种植区纬度值，应用Hargreaves公式计算参考作物需水量；根据所述参考作物需水量和冬小麦作物系数，计算未来一段时间冬小麦的作物需水量和日耗水量。

优选地，所述步骤S3进一步包括：根据所述土壤水文特征信息和冬小麦水分控制上限获取土壤最大储水性能，以及当前土体贮水量与土体萎焉含水量的差值；基于土壤水量平衡方程，根据所述当前土体贮水量与土体萎焉含水量的差值和日耗水量计算推荐灌溉时间；根据所述土壤最大储水性能、当前土体储水量和冬小麦水分控制上限获取土体达到控制上限时的推荐灌溉量或渗漏量。

优选地，所述步骤S3进一步包括：根据所述土壤水文特征信息和冬小麦水分控制上限α，由下式获取土壤最大储水性能Wh：