基于電磁感應數據的膜下滴灌土壤水分動態變化研究

作者：王佳文,彭杰,劉新路,吳家林,齊威,王楠,柳維揚

摘要：快速、無損監測農田土壤水分含量,是智慧農業的重要研究內容。以新疆南疆阿拉爾國家農業科技園區膜下滴灌棉田為研究對象,運用EM38-MK2大地電導率儀快速、高效的獲取了4組不同時期的棉田土壤表觀電導率數據,并同步采集表層土壤(0~20 cm)樣品,通過構建表觀電導率數據與室內測定含水量數據間的反演模型獲取了測點的含水量數據,并按照土壤水分干旱分級標準對研究區土壤水分進行劃分,綜合利用GIS軟件和地統計方法對土壤水分的時空變異性進行研究。結果表明:4個時期的土壤水分反演模型決定系數均大于0.80且均方根誤差(RMSE)和平均絕對百分誤差(MAPE)均較小,表明反演模型精度較高,土壤表觀電導率與表層土壤水分相關性較好;不同時期土壤含水量數據表明土壤水分具有很強的時間變異性,變異性由中等變異轉變為弱變異再轉變為中等變異;受人為灌溉等因素的影響,變異函數模型也存在差異;半方差分析中4個時期的土壤水分塊金值與基臺值之比均大于75%,表明土壤水分在空間上趨近于弱空間相關;高程反距離權重(IDW)插值圖及水分克里格插值圖表明微地形是影響土壤水分分布的重要因素。本研究可為干旱區膜下滴灌棉田土壤水分動態監測提供重要的方法支撐,從而更好地指導農業灌溉。

發文機構：塔里木大學植物科學學院 浙江大學環境與資源學院

關鍵詞：膜下滴灌電磁感應時空變異棉田地統計學drip irrigation under filmelectromagnetic inductionspatiotemporal variabilitycotton fieldgeostatistics

分類號： S15[農業科學—土壤學]