DB12T 757-2018 麥田灌溉智能決策技術(shù)規(guī)程

65.060.35B

90DB

12 12/T

757—2018麥田灌溉智能決策技術(shù)規(guī)程Technical

specification

intelligent

of

field

天津市市場(chǎng)和質(zhì)量監(jiān)督管理委員會(huì) 發(fā)

布DB12/T

757—2018 本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/

T1.1－《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。DB12/T

757—20181 范圍數(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/T

可靠性試驗(yàn)

第2部分:試驗(yàn)周期設(shè)計(jì)GB

19517-2009 國家電氣設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范GB/T

農(nóng)林小氣候觀測(cè)儀GB/T

土壤水分（墑情）檢測(cè)儀器基本技術(shù)條件GB

31221-2014 氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)規(guī)范地面氣象觀測(cè)站3 術(shù)語和定義3.1土壤墑情 soil

moisture

content田間土壤含水量及其對(duì)應(yīng)的作物水分狀態(tài)。3.2土壤墑情等級(jí) soil

moisture

condition

classification田間土壤含水量及其對(duì)應(yīng)的作物水分狀態(tài)的程度。3.3土壤相對(duì)濕度 relative

soil

moisture土壤含水量與田間持水量的比值，以百分率表示。4 麥田墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選址與布設(shè)4.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址4.1.1

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。4.1.2

監(jiān)測(cè)地段的小麥面積不小于

0.2ha。4.1.3

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、高大建筑物的地方。4.1.4

避開地方性霧、煙、大氣污染嚴(yán)重的區(qū)域，以及水體污染嚴(yán)重的區(qū)域。4.1.5

避免在重大自然災(zāi)害易發(fā)區(qū)以及面臨土地用途改變的區(qū)域設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。DB12/T

757—20184.1.6 開展農(nóng)田小氣候監(jiān)測(cè)的，選址應(yīng)符合

GB31221-2014

的要求。4.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)4.2.1

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)。4.2.2

監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選取監(jiān)測(cè)地塊內(nèi)距離地塊邊緣

以上的位置。4.2.3

監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置為邊長

的正方形或直徑

2m-4m

m

的圍欄。4.2.4

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。4.2.5

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

5

m。4.2.6

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、、

土層深度的土壤水分。5.2.2 移動(dòng)式監(jiān)測(cè)儀5.2.2.1 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)備及相應(yīng)配套設(shè)備。5.2.2.2 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

到

40cm

土層深度的土壤水分。5.2.3 監(jiān)測(cè)站所有電器設(shè)備其安全性應(yīng)符合GB

的規(guī)定、穩(wěn)定性應(yīng)符合GB/T

5080.2-2012的規(guī)定。5.2.4 其它如配置農(nóng)田小氣候監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)滿足GB/T

的要求。6 數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理6.1 數(shù)據(jù)采集6.1.1 自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集6.1.1.1 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。6.1.1.2 數(shù)據(jù)記錄方式參見附表B。cm0～200～40W＞90W＞95W＞95W＞6070～70～80～55～60≤W＜55≤W＜65≤W＜50≤W＜DB12/T

757—20186.1.2 人工監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集6.1.2.1 統(tǒng)一定時(shí)測(cè)定土壤水分，每月

1

日、11

日、

日監(jiān)測(cè)。6.1.2.2 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。6.1.2.3 冬季土壤封凍后暫停測(cè)定，待土壤解凍后恢復(fù)測(cè)定。6.1.2.4 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

數(shù)據(jù)交換。6.2.2 數(shù)據(jù)的處理6.2.2.1 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7.1 墑情評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)7.1.1 評(píng)價(jià)方法7.1.1.1 以不同深度土層的土壤相對(duì)含水量作為墑情評(píng)價(jià)依據(jù)。7.1.1.2 以小麥不同生育期作為評(píng)價(jià)階段。7.1.1.3 根據(jù)小麥不同生育期，一般選取

0cm～

深度的土壤層進(jìn)行灌溉決策和評(píng)價(jià)。7.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)小麥各生育時(shí)期墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)見表1表1表1 小麥各生育時(shí)期墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)55≤W＜45≤W＜55≤W＜45≤W＜45≤W＜35≤W＜45≤W＜35≤W＜W＜45W＜35W＜45W＜35是指監(jiān)測(cè)土層深度平均土壤相對(duì)含水量（單位：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)。

DB12/T

757—2018具體計(jì)算模型為：參考單位灌溉量

/667m具體計(jì)算模型為：參考單位灌溉量

/667m

)

=

a

Hθ(B1-B2)式中：為單位調(diào)節(jié)系數(shù)；a

E；H為被評(píng)價(jià)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)

足墑下種；b)

冬前適時(shí)澆凍水；c)

春季只有澆一水的條件時(shí)，澆水時(shí)期為起身拔節(jié)期為宜；d)

--起身配合拔節(jié)--拔節(jié)水和灌漿水相配合最佳。7.2.1.2 灌溉量決策評(píng)價(jià)階段：小麥全生育期。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。3 23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 預(yù)警8.1 當(dāng)墑情狀況為Ⅰ級(jí)或者Ⅲ級(jí)時(shí)開始預(yù)警。8.2 當(dāng)墑情狀況為Ⅰ級(jí)持續(xù)

6

小時(shí)以上，或者Ⅳ級(jí)及以上時(shí)開始報(bào)警。8.3 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)分別對(duì)應(yīng)為紫色、綠色、藍(lán)色、黃色、橙色、紅色。8.4 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。日期（yyyy-mm-dd）時(shí)間土壤含水量（%）10cm20cm40cm??DB12/T

757—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：（注：數(shù)據(jù)精確到）圖A.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)位：（注：數(shù)據(jù)精確到）日期（yyyy-mm-dd）時(shí)間(00:00)溫度（℃）相對(duì)濕度（%）光

照

強(qiáng)

度（lx）累計(jì)降雨量（mm）時(shí)段降雨量（mm）DB12/T

757—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（注：數(shù)據(jù)精確到）圖B.1（注：數(shù)據(jù)精確到）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（%）DB12/T

757—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：填表單位：

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位：填表單位：

填表人：根系分布：小麥主要根系分布深度，取整數(shù)位。播種前填未播種。作物表象：填寫出苗率、分蘗數(shù)、植株高矮、葉色、植株萎蔫程度等情況。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DB12/T

757—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.1.1

天平：感量0.01g，精度。D.1.2

環(huán)刀：容積：100c?。D.1.3

篩子：孔徑1mm。D.1.4

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～2mm，勿使環(huán)刀D.2.2 滿些。D.2.3 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D.2.4 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0.01g。烘干，測(cè)定含水量，此值即將接近于該的田間持水量。D.2.5 本試驗(yàn)需進(jìn)行2～3次平行測(cè)定，重復(fù)間允許誤差±，取算術(shù)平均值。DB12/T

757—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.1.1 天平：感量0.01g，精度。E.1.2 環(huán)刀：容積：100c?。E.1.3 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 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.2.2 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)3E.2.3 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。E.2.5 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0.01E.2.6 0.01測(cè)定土壤含水量E.3 結(jié)果計(jì)算E.3.1 環(huán)刀容積按公式（）計(jì)算。V=

......................................

(E.1)式中：V——環(huán)刀容積，單位為c?；r——環(huán)刀內(nèi)半徑，單位為cm；r——環(huán)刀高度，單位為；л——圓周率。E.3.2 土壤容重按公式（γs

=

g

+

................................

(E.2)式中：γs——土壤容重，單位為?；g ——環(huán)刀內(nèi)濕樣重，單位為g；v ——環(huán)刀容積，單位為c?；W %

。<0.03g/cD