DB12-T757-2018-麥田灌溉智能決策技術(shù)規(guī)程-天津市

ICS65.060.35DB12B90天津市地方標(biāo)準(zhǔn)DB12/T757—2018麥田灌溉智能決策技術(shù)規(guī)程Technicalspecificationforintelligentdecision-makingofwheatfieldirrigation天津市市場(chǎng)和質(zhì)量監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布DB12/T757—2018前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1－2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由天津市農(nóng)村工作委員會(huì)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站。本標(biāo)準(zhǔn)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(shù)規(guī)程1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了麥田灌溉智能決策技術(shù)的術(shù)語和定義，麥田墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址與布設(shè)，監(jiān)測(cè)設(shè)備及安裝，數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理，決策，預(yù)警的基本要求和方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于冬小麥灌溉指導(dǎo)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(yàn)第2部分:試驗(yàn)周期設(shè)計(jì)GB19517-2009GB/T20524-2006GB/T28418-2012GB31221-2014國(guó)家電氣設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范農(nóng)林小氣候觀測(cè)儀土壤水分（墑情）檢測(cè)儀器基本技術(shù)條件氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)規(guī)范地面氣象觀測(cè)站3土壤墑情soilmoisturecontent田間土壤含水量及其對(duì)應(yīng)的作物水分狀態(tài)。4應(yīng)選擇地形地貌、土壤質(zhì)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(jiān)測(cè)地段的小麥面積不小于0.2ha。監(jiān)測(cè)點(diǎn)四周應(yīng)空曠，避免設(shè)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(nóng)田小氣候監(jiān)測(cè)的，選址應(yīng)符合GB31221-2014的要求。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)4.2.14.2.24.2.34.2.44.2.54.2.6監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)相對(duì)固定，標(biāo)注經(jīng)緯度信息，并設(shè)立保護(hù)標(biāo)識(shí)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選取監(jiān)測(cè)地塊內(nèi)距離地塊邊緣2m以上的位置。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置為邊長(zhǎng)2m-4m的正方形或直徑2m-4m的圓形，四周設(shè)置高度不小于1.2m的圍欄。選點(diǎn)密度應(yīng)根據(jù)生態(tài)區(qū)類型、耕作制度、監(jiān)測(cè)用途等綜合確定。多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)布設(shè)在同一地塊時(shí)，應(yīng)采用隨機(jī)均勻布點(diǎn)原則，監(jiān)測(cè)點(diǎn)相互間距離應(yīng)大于5m。應(yīng)考慮供電、網(wǎng)絡(luò)、維護(hù)等必備條件，以保證數(shù)據(jù)的連續(xù)采集和及時(shí)上傳。5監(jiān)測(cè)設(shè)備及安裝5.1監(jiān)測(cè)設(shè)備的選擇可以采用固定式自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、移動(dòng)式監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行測(cè)定。監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)符合GB/T28418-2012的規(guī)定。5.2設(shè)備的安裝5.2.1自動(dòng)監(jiān)測(cè)站5.2.1.1自動(dòng)監(jiān)測(cè)站配置實(shí)時(shí)土壤水分測(cè)試儀、小型氣象站、土壤采樣工具、定位設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸處理設(shè)備及相應(yīng)配套設(shè)備。5.2.1.2自動(dòng)監(jiān)測(cè)站土壤水分監(jiān)測(cè)深度不少于40cm，至少需監(jiān)測(cè)10cm、20cm、40cm土層深度的土壤移動(dòng)式墑情監(jiān)測(cè)儀配置實(shí)時(shí)土壤水分測(cè)試儀、土壤采樣工具、定位設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸處理設(shè)備移動(dòng)式墑情監(jiān)測(cè)儀土壤水分監(jiān)測(cè)深度一般不少于20cm，必要時(shí)應(yīng)采用土壤采樣工具輔助監(jiān)測(cè)到40cm土層深度的土壤水分。其安全性應(yīng)符合GB19517-2009的規(guī)定、穩(wěn)定性應(yīng)符合GB/T5080.2-2012的規(guī)定。6自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的土壤墑情數(shù)據(jù)設(shè)置為每小時(shí)整點(diǎn)記錄。數(shù)據(jù)記錄方式參見附表A。配套氣象數(shù)據(jù)如空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、降雨量等數(shù)據(jù)同步設(shè)置為每小時(shí)整點(diǎn)記錄。2DB12/T757—20186.1.2人工監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集6.1.2.16.1.2.2統(tǒng)一定時(shí)測(cè)定土壤水分，每月1日、11日、21日監(jiān)測(cè)。測(cè)定日如遇雨或灌溉時(shí)，應(yīng)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)地面積水消失24h后進(jìn)行測(cè)定；若無積水可根據(jù)土表濕潤(rùn)情況，在2h-6h后進(jìn)行測(cè)定；如遇連續(xù)降雨則不測(cè)定。6.1.2.36.1.2.4冬季土壤封凍后暫停測(cè)定，待土壤解凍后恢復(fù)測(cè)定。在小麥關(guān)鍵生育時(shí)期和旱情發(fā)展期應(yīng)增加測(cè)定次數(shù)。數(shù)據(jù)記錄方式參見附表C。6.2數(shù)據(jù)傳輸與處理6.2.1數(shù)據(jù)的傳輸6.2.1.1通過紅外、藍(lán)牙、ZigBee、WiFi、微波通訊等短距離信號(hào)傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳感器與采集控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸。6.2.1.2通過GPRS/3G/4G、光纖等遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸方式實(shí)現(xiàn)采集控制器與監(jiān)控中心（服務(wù)器）之間的數(shù)據(jù)交換。6.2.2數(shù)據(jù)的處理6.2.2.1由土壤墑情遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)（服務(wù)器）接收采集控制器發(fā)送的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過功能模塊，完成對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、整理、清洗、轉(zhuǎn)換和分析。6.2.2.2根據(jù)采集的信息同小麥各生育時(shí)期墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)合，形成土壤墑情智能決策方案。7決策根據(jù)小麥不同生育期，一般選取0cm～40cm深度的土壤層進(jìn)行灌溉決策和評(píng)價(jià)。表10～200～40W＞9070～90W＞9570～95W＞9580～95W＞6055～6060≤W＜7055≤W＜7065≤W＜8050≤W＜553DB12/T757—2018Ⅳ級(jí)Ⅴ級(jí)Ⅵ級(jí)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(jiān)測(cè)土層深度平均土壤相對(duì)含水量（單位：%）。注2：墑情等級(jí)劃分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)、Ⅵ級(jí)六個(gè)等級(jí)。Ⅰ級(jí)：過多為高于相對(duì)適宜含水量。Ⅱ級(jí)：適宜含水量。Ⅲ級(jí)：輕度不足介于適宜和不足之間。Ⅳ級(jí)：不足為低于相對(duì)毛管破裂聯(lián)系含水量。Ⅴ級(jí)：嚴(yán)重不足為介于不足和相對(duì)凋萎含水量之間。Ⅵ級(jí)：極旱為低于相對(duì)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(shí)機(jī)評(píng)價(jià)階段：小麥全生育期。建模和評(píng)價(jià)依據(jù)：a)b)c)d)足墑下種；春季有澆兩水的條件時(shí)，群體小的麥田以返青--起身配合拔節(jié)--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(píng)價(jià)依據(jù)：根據(jù)被評(píng)價(jià)土壤實(shí)測(cè)墑情相對(duì)含水量，小麥各生育期被評(píng)價(jià)土壤推薦墑情相對(duì)含水量指標(biāo)結(jié)合土層田間持水量、土壤容重等計(jì)算出需要補(bǔ)充的灌溉量。具體計(jì)算模型為：參考單位灌溉量(m32)=20/3aHθ(B1-B2)），測(cè)定方法參見附錄E；H為被評(píng)價(jià)3土層深度（cm），θ為被評(píng)價(jià)土層田間持水量（%），測(cè)定方法參見附錄D；B1為被評(píng)價(jià)土壤適宜土壤墑情相對(duì)含水量指標(biāo)；B2為被評(píng)價(jià)土壤實(shí)測(cè)墑情相對(duì)含水量。8根據(jù)墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)，不同墑情狀況對(duì)應(yīng)不同反饋級(jí)別。Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)、Ⅵ級(jí)分預(yù)警和報(bào)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(shè)備進(jìn)行自動(dòng)排灌。4DB12/T757—2018AA附錄A（資料性附錄）自動(dòng)監(jiān)測(cè)站土壤含水量記錄表自動(dòng)監(jiān)測(cè)站土壤含水量記錄表監(jiān)測(cè)點(diǎn)位：日期土壤含水量（%）時(shí)間(00:00)（yyyy-mm-dd）10cm20cm40cm??（注：數(shù)據(jù)精確到0.1）圖A.1自動(dòng)監(jiān)測(cè)站土壤含水量記錄表5DB12/T757—2018BB附錄B（資料性附錄）自動(dòng)監(jiān)測(cè)站氣象數(shù)據(jù)記錄表自動(dòng)監(jiān)測(cè)站氣象數(shù)據(jù)記錄表監(jiān)測(cè)點(diǎn)位：日期時(shí)間溫度（℃）相對(duì)濕度光照強(qiáng)度（%）（lx）累計(jì)降雨量時(shí)段降雨量（yyyy-mm-dd）(00:00)（mm）（mm）（注：數(shù)據(jù)精確到0.1）圖B.1自動(dòng)監(jiān)測(cè)站氣象數(shù)據(jù)記錄表6DB12/T757—2018CC附錄C（資料性附錄）人工監(jiān)測(cè)站土壤含水量記錄表及說明人工監(jiān)測(cè)站土壤含水量記錄表監(jiān)測(cè)點(diǎn)位：測(cè)定日期小麥生育時(shí)期土壤含水量測(cè)定方法烘干法（）儀器法（）測(cè)定點(diǎn)數(shù)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(cè)地塊中選5個(gè)米壟，評(píng)估受影響面積比例。圖C.1人工監(jiān)測(cè)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(cè)定方法（威爾科克斯法）D.1儀器設(shè)備D.1.1D.1.2D.1.3D.1.4天平：感量0.01g，精度0.0001g。環(huán)刀：容積：100c?。篩子：孔徑1mm。其他：電熱恒溫干燥箱、中號(hào)鋁盒、干燥器等。D.2測(cè)定步驟D.2.1用環(huán)刀在野外采原狀土，帶回室內(nèi)放水中飽和一晝夜（水面較換刀上緣低1mm～2mm，勿使環(huán)刀上面淹水）。D.2.2滿些。D.2.3同時(shí)在相同土層采土、風(fēng)干、通過1mm篩子，裝入另一環(huán)刀中，裝土?xí)r要輕拍擊實(shí)，并且稍微裝將裝有飽和水分濕土的環(huán)刀的底蓋(有孔的蓋子)打開，連同濾紙一起放在風(fēng)干土的環(huán)刀上。接觸緊密，可用磚頭壓實(shí)（一對(duì)環(huán)刀用三塊磚壓）。經(jīng)過8小時(shí)吸水過程后，從上面環(huán)刀（成原狀土）中鋁盒取土15g～20g，立即稱重，準(zhǔn)確至0.08DB12/T757—2018EE附錄E（資料性附錄）土壤容重的測(cè)定方法（環(huán)刀法）E.1儀器設(shè)備E.1.1E.1.2E.1.3天平：感量0.01g，精度0.0001g。環(huán)刀：容積：100c?。其他：電熱恒溫干燥箱、中號(hào)鋁盒、干燥器等。E.2測(cè)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(cè)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(tài)特征，按剖面層次分層采樣，每層重復(fù)3個(gè)。將環(huán)刀托放在已知重量的環(huán)刀上，環(huán)刀內(nèi)壁稍涂上凡士林，將環(huán)刀刃口向下垂直壓入土中，直至環(huán)刀筒中充滿樣品為止。若土層堅(jiān)實(shí)，可用手鋤慢慢敲打，環(huán)刀壓如時(shí)要平穩(wěn)，用力一致。E.2.4用修土刀切開環(huán)刀周圍的土樣，取出已裝上的環(huán)刀，細(xì)心削去環(huán)刀兩端多余的土，并擦凈外面的土。同時(shí)在同層采樣處用鋁盒采樣，測(cè)定自然含水量。把裝有樣品的環(huán)刀兩端立即加蓋，以免水分蒸發(fā)。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(cè)定土壤含水量?；蛘咧苯訌沫h(huán)刀筒中取出樣品E.3結(jié)果計(jì)算V=лr2h......................................(E.1)式中：土壤容重按公式（E.2）計(jì)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