[发明专利]一种基于土壤水势的滴灌棉花水分监测方法

摘要

本发明针对现有作物水分监测方法成本高、易受外界环境和土壤质地影响等问题，提供了一种基于土壤水势的滴灌棉花水分监测方法，旨在利用TRS-Ⅱ土壤水势测定仪，通过对土壤水势进行动态监控，结合棉花需水规律等情况，采用数学模型与监测手段相结合，利用定期测定田间土壤水势值和棉花需水程度，建立基于土壤水势监测棉花需水量和灌水时间的预警模型，发挥预警模型和实时监测技术的互补优势，在此基础上建立基于土壤水势的滴灌棉花灌溉预警系统，从而提高农田灌溉用水调度的准确性和灵活性，使得推荐结果实用性更强，应用范围更广。

主权项

一种基于土壤水势的滴灌棉花水分监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1）土壤水势值的测定：在新疆石河子总场使用土壤水势仪进行棉花干旱胁迫实验，进行棉田各生育时期土壤水势的测定；使用前将水势探头在水中浸泡3小时以上；测定时在水势探头塑料管内注满冷开水，塞紧橡皮塞，在安装水势探头的位置用大于陶瓷管直径1～3mm的土钻打孔，陶瓷头根据地势高低分别设置深度在20cm、40cm，向洞底倒入5ml泥浆，把水势探头插入洞中，将塑杆周围的土壤捣实，水势探头埋入湿润土壤1小时，干燥土壤2～5小时后即可以公式进行土壤水势的测定；2）棉花临界叶水势的测定：叶水势的测定采用小液流法，上午9时～11时剪取棉花带叶柄的欲测倒四功能叶，方法步骤如下：a）取14个干净的青霉素小瓶和相同数量的规格为φ15mm×15mm的试管，贴水势或浓度标签，向大试管中分别加入水势蔗糖溶液10ml；b）剪取欲测叶片，用刀片切成0.5×0.5cm²的小片，混均，分别装入青霉素小瓶中，每瓶装8片，向各瓶中分别加入各个水势蔗糖溶液4‑5滴，加盖摇均，放少许次甲基蓝；c）用干净的1ml移液管，吸挤青霉素瓶底部蓝色溶液，使其充分混合均匀，并吸取1‑2滴插入装着相对应同浓度蔗糖溶液试管的中部，挤出一滴蓝色溶液，抽出移液管，观察蓝色液滴流动的方向；d）记录小液流不动的试管中蔗糖溶液的浓度，计算棉花临界叶水势值；3）基于土壤水势棉花水分监测模型的建立：水分在土壤—植物—大气连续体系统中流动的驱动力是系统中各个组成部分之间的水势差，叶内水势反映叶内水分的能量状况，是叶片细胞水分状况的一个重要的指标；采用TRS‑II土壤水势仪和小液流法于5月22日、6月25日、7月28日、9月3日分别对灌溉处理W1、W2和W3，土壤深度在20cm和40cm处测定土壤水势，同时对离测定点最近的棉株倒四叶连柄剪切，并用塑料袋包扎好，防止失水，即刻测定凌晨叶水势；通过公式计算得到：花前期、花铃期、吐絮期0～20cm土壤层灌溉需水临界土壤水势值和花前期、花铃期、吐絮期20～40cm土壤层灌溉需水临界土壤水势值，根据棉花各时期灌溉需水临界土壤水势值，作为膜下滴灌土壤水势实时监测系统0～20cm和20～40cm棉花灌溉需水临界土壤水势判断值，当土壤水势低于灌溉需水临界土壤水势值时，则开始灌溉，补充水分。