[发明专利]一种变量灌溉管理决策方法

权利要求书

1.一种变量灌溉管理决策方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对喷灌机控制面积内作物根区进行土壤采样，并测量采样土壤的粒级组成；

S2：基于土壤粒级，依据作物根区土壤可利用水量AWC对喷灌机控制区进行管理分区，得到低AWC管理区、中AWC管理区和高AWC管理区；

S3：基于划分的AWC管理区，构建优化土壤水分传感器网络；

S4：在高AWC管理区内布设土壤水分传感器的地方布设地面固定式冠层温度传感器；

S5：以喷灌机中心支轴为圆心，构建优化机载式冠层温度传感器网络；

S6：根据作物进入拔节期前后的冠层覆盖度，分别利用优化土壤水分传感器网络、固定式冠层温度传感器、优化机载式冠层温度传感器网络和自动气象站进行变量灌溉；

所述步骤S3包括以下子步骤：

S31：计算每个AWC管理区内的平均黏粒含量

S32：对于每个AWC管理区，在平均黏粒含量的1.1-1.2倍处布设土壤水分传感器，完成优化土壤水分传感器网络的构建；

所述步骤S5包括以下子步骤：

S51：以喷灌机中心支轴为圆心，离散地绘制不同半径的同心圆；

S52：将同心圆圆周与方形网格交叉的数量大于或等于100时的同心圆个数作为沿喷灌机桁架方向布设的机载式冠层温度传感器最少数量；

S53：根据机载式冠层温度传感器最少数量，构建优化机载式冠层温度传感器网络；

所述步骤S6中，若作物处于进入拔节期前，则利用优化土壤水分传感器网络监测土壤含水率数据，并进行变量灌溉，其具体方法为：当任一AWC管理区内的土壤含水率达到设定的灌水下限时进行灌溉，变量灌溉水量由每个AWC管理区内的灌水上限与实测土壤含水率的差值决定；

若作物处于进入拔节期后，当任一AWC管理区内的土壤含水率达到设定的灌水下限时进行灌溉，其中，在半干旱气候条件下，则利用固定式冠层温度传感器、优化机载式冠层温度传感器网络和气象站监测数据进行变量灌溉，在半湿润气候条件下，则利用优化土壤水分传感器网络、优化机载式冠层温度传感器网络和固定式冠层温度传感器进行变量灌溉；

所述步骤S6中，若作物处于进入拔节期后，在半干旱气候条件下，则利用固定式冠层温度传感器、优化机载式冠层温度传感器网络和气象站监测数据进行变量灌溉的方法为：

A61：当任一AWC管理区内的土壤含水率达到设定的灌水下限时，将喷灌机以100％速度运行一圈，获取整个田块的冠层温度散点值；

A62：根据冠层温度散点值数量要求确定冠层温度的采样时间间隔；

A63：基于冠层温度的采样时间间隔，以固定点处的冠层温度为参考，利用时间尺度转化方法将冠层温度散点值转化为日最高冠层温度发生时间的冠层温度；

A64：基于时间尺度转化后的冠层温度计算归一化相对冠层温度NRCT；

A65：根据归一化相对冠层温度NRCT，利用普通克里金插值法生成NRCT空间分布图；

A66：根据NRCT空间分布图的不同范围将整个田块分为低水分亏缺动态管理区、中水分亏缺动态管理区和高水分亏缺动态管理区；

A67：根据归一化相对冠层温度NRCT和两次灌水时间间隔内作物需水量ET_c计算每个水分亏缺动态管理区内的灌水定额I₁，绘制变量灌溉处方图；

所述步骤S6中，若作物处于进入拔节期后，在半湿润气候条件下，则利用优化土壤水分传感器网络、优化机载式冠层温度传感器网络和固定式冠层温度传感器进行变量灌溉的方法为：

B61：当任一AWC管理区内的土壤含水率达到设定的灌水下限时，将喷灌机以100％速度运行一圈，获取整个田块的冠层温度散点值；

B62：根据冠层温度散点值数量要求确定冠层温度的采样时间间隔；

B63：基于冠层温度的采样时间间隔，以固定点处的冠层温度为参考，利用时间尺度转化方法将冠层温度散点值转化为日最高冠层温度发生时间的冠层温度；

B64：基于时间尺度转化后的冠层温度计算归一化相对冠层温度NRCT；

B65：根据归一化相对冠层温度NRCT，利用普通克里金插值法生成NRCT空间分布图；

B66：根据NRCT空间分布图的不同范围将整个田块分为低水分亏缺动态管理区、中水分亏缺动态管理区和高水分亏缺动态管理区；

B67：设置初步灌水定额I'；

B68：根据灌水定额I'和降雨预报信息计算修正灌水量I_m；

B67：根据归一化相对冠层温度NRCT和修正灌水量I_m计算每个水分亏缺动态管理区内的灌水定额I₂，绘制变量灌溉处方图。