[发明专利]农田水肥高效利用多维临界调控方法

摘要

本发明提供了一种农田水肥高效利用多维临界调控方法，本发明以节水、省肥、高产、控污为目标，基于农田试验与实地查勘数据，结合水肥耦合灌溉、作物生长、控制排水与临界调控等相关理论，构建节水灌溉、控制排水、合理施肥多维临界调控指标，从而实现农田水肥高效利用多维临界调控。本发明可用于农田水肥耦合灌溉与控制排水协同管理，有利于提高水肥利用效率，解决农业、水利分部门管理中潜在的资源浪费与环境污染风险问题。

主权项

一种农田水肥高效利用多维临界调控方法，其特征在于：步骤1，构建农田的区域空间属性数据库，所述的区域空间属性数据库包括土壤类型数据、排水系统设计数据、土地利用数据和气象数据；步骤2，通过农田的水肥耦合灌溉试验与控制排水试验，获得作物生育期内的气象数据、地下水位、田间水位、田间渗漏量、灌水量、排水量、水质氮含量、土壤氮含量、作物生理生态及作物最终产量，即试验数据，其中，气象数据从区域空间属性数据库中获取；对试验数据进行统计分析获取农田水肥迁移转化规律及作物生长发育与产量形成规律；步骤3，构建作物生长发育和农田水肥迁移转化耦合模型，本步骤进一步包括子步骤：3.1 根据作物生长发育与产量形成规律构建作物生长发育模拟模块；3.2 根据农田水肥迁移转化规律构建农田水肥迁移转化模拟模块；3.3 采用区域空间属性数据库和试验数据对作物生长发育模拟模块和农田水肥迁移转化模块的参数进行统一、规范、率定和验证，获得作物生长发育和农田水肥迁移转化耦合模型；步骤4，采用作物生长发育和农田水肥迁移转化耦合模型对不同水肥耦合与控制排水条件进行模拟，获得水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系；步骤5，以高产、节水、省肥和控污为目标函数，以最大淹水深度、水稻水分胁迫、地下水位、水量平衡、氮平衡为约束，以作物边际水分利用率为灌溉临界调控指标，以利润为施肥临界调控指标，以地面累计淹水深度和累计超标准地下水深为排水临界调控指标，建立农田“灌溉‑施肥‑控制排水”三维临界调控模型；步骤6，采用“灌溉‑施肥‑控制排水”三维临界调控模型优化步骤4获得的水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系；步骤7，根据优化的水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系确定最优的灌溉模式、施肥模式和排水模式。