ICS65.060.35DB12B90天津市地方標準DB12/T757—2018麥田灌溉智能決策技術規程Technicalspecificationforintelligentdecision-makingofwheatfieldirrigation天津市市場和質量監督管理委員會發布DB12/T757—2018前言本標準按照GB/T1.1－2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》給出的規則起草。本標準由天津市農村工作委員會提出并歸口。本標準起草單位：天津市農業技術推廣站。本標準起草人：鄧永卓、王鳳行、楊靖峰、王姝逸、李小剛。IDB12/T757—2018麥田灌溉智能決策技術規程1范圍本標準規定了麥田灌溉智能決策技術的術語和定義，麥田墑情監測點選址與布設，監測設備及安裝，數據采集、傳輸與處理，決策，預警的基本要求和方法。本標準適用于冬小麥灌溉指導。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T5080.2-2012可靠性試驗第2部分:試驗周期設計GB19517-2009GB/T20524-2006GB/T28418-2012GB31221-2014國家電氣設備安全技術規范農林小氣候觀測儀土壤水分（墑情）檢測儀器基本技術條件氣象探測環境保護規范地面氣象觀測站3土壤墑情soilmoisturecontent田間土壤含水量及其對應的作物水分狀態。4應選擇地形地貌、土壤質地、灌溉條件、耕作制度等有代表性且地面平整、管理便利的地塊。監測地段的小麥面積不小于0.2ha。監測點四周應空曠，避免設在鄰近有叢林、鐵路、公路、工礦、煙囪、高壓線、高大建筑物的1DB12/T757—20184.1.64.2開展農田小氣候監測的，選址應符合GB31221-2014的要求。監測點布設4.2.14.2.24.2.34.2.44.2.54.2.6監測點位置應相對固定，標注經緯度信息，并設立保護標識。監測點應選取監測地塊內距離地塊邊緣2m以上的位置。監測點應設置為邊長2m-4m的正方形或直徑2m-4m的圓形，四周設置高度不小于1.2m的圍欄。選點密度應根據生態區類型、耕作制度、監測用途等綜合確定。多個監測點同時布設在同一地塊時，應采用隨機均勻布點原則，監測點相互間距離應大于5m。應考慮供電、網絡、維護等必備條件，以保證數據的連續采集和及時上傳。5監測設備及安裝5.1監測設備的選擇可以采用固定式自動監測站、移動式監測儀進行測定。監測設備應符合GB/T28418-2012的規定。5.2設備的安裝5.2.1自動監測站5.2.1.1自動監測站配置實時土壤水分測試儀、小型氣象站、土壤采樣工具、定位設備、數據傳輸處理設備及相應配套設備。5.2.1.2自動監測站土壤水分監測深度不少于40cm，至少需監測10cm、20cm、40cm土層深度的土壤移動式墑情監測儀配置實時土壤水分測試儀、土壤采樣工具、定位設備、數據傳輸處理設備移動式墑情監測儀土壤水分監測深度一般不少于20cm，必要時應采用土壤采樣工具輔助監測到40cm土層深度的土壤水分。其安全性應符合GB19517-2009的規定、穩定性應符合GB/T5080.2-2012的規定。6自動監測站的土壤墑情數據設置為每小時整點記錄。數據記錄方式參見附表A。配套氣象數據如空氣溫度、空氣濕度、光照強度、降雨量等數據同步設置為每小時整點記錄。2DB12/T757—20186.1.2人工監測點數據采集6.1.2.16.1.2.2統一定時測定土壤水分，每月1日、11日、21日監測。測定日如遇雨或灌溉時，應在監測點地面積水消失24h后進行測定；若無積水可根據土表濕潤情況，在2h-6h后進行測定；如遇連續降雨則不測定。6.1.2.36.1.2.4冬季土壤封凍后暫停測定，待土壤解凍后恢復測定。在小麥關鍵生育時期和旱情發展期應增加測定次數。數據記錄方式參見附表C。6.2數據傳輸與處理6.2.1數據的傳輸6.2.1.1通過紅外、藍牙、ZigBee、WiFi、微波通訊等短距離信號傳輸方式進行數據傳感器與采集控制器之間的數據傳輸。6.2.1.2通過GPRS/3G/4G、光纖等遠距離信號傳輸方式實現采集控制器與監控中心（服務器）之間的數據交換。6.2.2數據的處理6.2.2.1由土壤墑情遠程監測及預警系統（服務器）接收采集控制器發送的相關數據，通過功能模塊，完成對數據的存儲、整理、清洗、轉換和分析。6.2.2.2根據采集的信息同小麥各生育時期墑情評價指標結合，形成土壤墑情智能決策方案。7決策根據小麥不同生育期，一般選取0cm～40cm深度的土壤層進行灌溉決策和評價。表10～200～40W＞9070～90W＞9570～95W＞9580～95W＞6055～6060≤W＜7055≤W＜7065≤W＜8050≤W＜553DB12/T757—2018Ⅳ級Ⅴ級Ⅵ級55≤W＜6045≤W＜55W＜4545≤W＜5535≤W＜45W＜3555≤W＜6545≤W＜55W＜4545≤W＜5035≤W＜45W＜35注1：注表中W是指監測土層深度平均土壤相對含水量（單位：%）。注2：墑情等級劃分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級、Ⅵ級六個等級。Ⅰ級：過多為高于相對適宜含水量。Ⅱ級：適宜含水量。Ⅲ級：輕度不足介于適宜和不足之間。Ⅳ級：不足為低于相對毛管破裂聯系含水量。Ⅴ級：嚴重不足為介于不足和相對凋萎含水量之間。Ⅵ級：極旱為低于相對凋萎含水量。7.2灌溉決策7.2.1灌溉決策總原則7.2.1.1總體灌溉時機評價階段：小麥全生育期。建模和評價依據：a)b)c)d)足墑下種；春季有澆兩水的條件時，群體小的麥田以返青--起身配合拔節--孕穗水最好；群體大的麥田以7.2.1.2灌溉量決策建模和評價依據：根據被評價土壤實測墑情相對含水量，小麥各生育期被評價土壤推薦墑情相對含水量指標結合土層田間持水量、土壤容重等計算出需要補充的灌溉量。具體計算模型為：參考單位灌溉量(m32)=20/3aHθ(B1-B2)），測定方法參見附錄E；H為被評價3土層深度（cm），θ為被評價土層田間持水量（%），測定方法參見附錄D；B1為被評價土壤適宜土壤墑情相對含水量指標；B2為被評價土壤實測墑情相對含水量。8根據墑情評價指標，不同墑情狀況對應不同反饋級別。Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級、Ⅵ級分預警和報警可通過文字、聲音、圖像等形式反饋給管理人員，或反饋給排灌設備進行自動排灌。4DB12/T757—2018AA附錄A（資料性附錄）自動監測站土壤含水量記錄表自動監測站土壤含水量記錄表監測點位：日期土壤含水量（%）時間(00:00)（yyyy-mm-dd）10cm20cm40cm??（注：數據精確到0.1）圖A.1自動監測站土壤含水量記錄表5DB12/T757—2018BB附錄B（資料性附錄）自動監測站氣象數據記錄表自動監測站氣象數據記錄表監測點位：日期時間溫度（℃）相對濕度光照強度（%）（lx）累計降雨量時段降雨量（yyyy-mm-dd）(00:00)（mm）（mm）（注：數據精確到0.1）圖B.1自動監測站氣象數據記錄表6DB12/T757—2018CC附錄C（資料性附錄）人工監測站土壤含水量記錄表及說明人工監測站土壤含水量記錄表監測點位：測定日期小麥生育時期土壤含水量測定方法烘干法（）儀器法（）測定點數土壤含水量，%110cm20cm40cm??2?平均根系分布（cm）作物表象面積比例（%）填表單位：填表說明填表人：面積比例：用米壟法，按“S”或“X”法分別在檢測地塊中選5個米壟，評估受影響面積比例。圖C.1人工監測站土壤含水量記錄表及說明7DB12/T757—2018DD附錄D（資料性附錄）田間持水量測定方法（威爾科克斯法）D.1儀器設備D.1.1D.1.2D.1.3D.1.4天平：感量0.01g，精度0.0001g。環刀：容積：100c?。篩子：孔徑1mm。其他：電熱恒溫干燥箱、中號鋁盒、干燥器等。D.2測定步驟D.2.1用環刀在野外采原狀土，帶回室內放水中飽和一晝夜（水面較換刀上緣低1mm～2mm，勿使環刀上面淹水）。D.2.2滿些。D.2.3同時在相同土層采土、風干、通過1mm篩子，裝入另一環刀中，裝土時要輕拍擊實，并且稍微裝將裝有飽和水分濕土的環刀的底蓋(有孔的蓋子)打開，連同濾紙一起放在風干土的環刀上。接觸緊密，可用磚頭壓實（一對環刀用三塊磚壓）。經過8小時吸水過程后，從上面環刀（成原狀土）中鋁盒取土15g～20g，立即稱重，準確至0.08DB12/T757—2018EE附錄E（資料性附錄）土壤容重的測定方法（環刀法）E.1儀器設備E.1.1E.1.2E.1.3天平：感量0.01g，精度0.0001g。環刀：容積：100c?。其他：電熱恒溫干燥箱、中號鋁盒、干燥器等。E.2測定步驟E.2.1先在田間選擇挖掘土壤剖面的位置，然后挖掘土壤剖面，觀察面向陽。挖出的土放在土坑兩邊。挖的深度一般是1米，如只測定耕作層土壤容重，則不必挖土壤剖面。E.2.2E.2.3用修土刀修平土壤剖面，并記錄剖面的形態特征，按剖面層次分層采樣，每層重復3個。將環刀托放在已知重量的環刀上，環刀內壁稍涂上凡士林，將環刀刃口向下垂直壓入土中，直至環刀筒中充滿樣品為止。若土層堅實，可用手鋤慢慢敲打，環刀壓如時要平穩，用力一致。E.2.4用修土刀切開環刀周圍的土樣，取出已裝上的環刀，細心削去環刀兩端多余的土，并擦凈外面的土。同時在同層采樣處用鋁盒采樣，測定自然含水量。把裝有樣品的環刀兩端立即加蓋，以免水分蒸發。隨即稱重（精確到0.01克），并記錄。將裝有樣品的鋁盒烘干稱重（精確到0.01克），測定土壤含水量。或者直接從環刀筒中取出樣品E.3結果計算V=лr2h......................................(E.1)式中：土壤容重按公式（E.2）計算。γs=g100/v(100+W)................................(E.2)式中：γs——土壤容重，單位為g/c?；gvW9DB12/T757—2018參考文