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干旱缺水是一个世界性问题。我国作为经济高速发展的人口大国,面临着更为紧迫的压力。作为耗水最多的农业,水资源利用率极低。因此有必要建立和研究作物自身生理指标与施水量之间的关系,并且利用计算机技术建立分布式自动化测量系统,来观察指导作物的节水灌溉。
分布式测量是指在较大的范围内同时测量多个测点或大面积的参数。冠层温度能够很好的反映作物的缺水情况。通过贴附若干高精度温度传感器在各个冠层叶片上进而测量冠层温度,同时采集土壤含水率数值,最终构建分布式冠层温度和土壤含水率的测量系统,在此基础上进行作物缺水指标的研究。本研究以果树(荔枝树)为研究对象,通过e.bloxx数据采集模块与传感器阵列和PC机相连,构成分布式测量系统,并在此基础上,通过室内环境试验,计算和分析果树冠层温度和土壤含水率的相关性。
系统具有以下特点:(1)运用当今广泛使用、通用的PC作为测试平台,拥有丰富的硬件资源,如高性能CPU、大容量硬盘、液晶显示器等,有较强的数据处理、存储、通信和联网功能;(2)运用德国先进的测量系统Gantner为试验的核心设备的自动化采集系统,解决各项试验数据采集不同步的问题;(3)数据采集系统可伸缩性强,扩展功能强大,可根据测量需要随时添加和删减e.bloxx数据采集模块;(4)通过灵活的接入方式与上位监控计算机保持数据同步传输,并且具有功能强大和图形界面良好的程序设计工具e.con,使数据采集系统更加人性化。
最后,在此基础上通过对所采集的冠层温度值与土壤含水率的关系进行对比分析,发现如下关系:(1)在果树缺水状态下(土壤含水率在0.1 m<3>.m<-3>以下)与果树在水分饱和状态下(土壤含水率在0.3 m<3>.m<-3>以上)冠层温度相差1℃~3℃之间。(2)在土壤水分适中(土壤含水率在0.1 m<3>.m<-3>~0.3 m<3>.m<-3>之间)的时候,冠层温度表现较平缓,没有大的温差出现。为应用冠层温度方法准确评价植物缺水状况提供理论依据和实际参数。