专利名称：一种测定农田棵间蒸发量日变化的方法
技术领域：
本发明涉及农田小气候监测技术，具体涉及农田棵间蒸发量日变化测定的方法。
背景技术：
在我国，农业是国民经济的基础，中国以仅仅相当于世界7%的耕地养活了几乎占世界五分之一的人口，取得了巨大的成就。然而，“十五”和“十一五”以来，我国耕地总量保持下降趋势，农业水资源短缺与浪费现象并存，水资源利用效率低下。为了解决我国粮食安全、改善生态环境和满足农业用水的需要，可持续有效利用农业水资源势在必行。种植节水高产作物，提高农田整体水分利用效率是实现农业水资源可持续发展的重要对策。在农田土壤-植物-大气所构成的连续体(或称SPAC系统)中，农田棵间蒸发是农业耗水的重要组成部分，掌握棵间蒸发耗水规律及其影响因素可为农业有效节水和实现水资源高效利用提供理论依据。作物棵间蒸发作用受农田小气候(农田小气候是指农田贴地气层、土层与作物群体之间的物理过程和生物过程相互作用所形成的小范围气候环境)影响强烈，农田小气候对农作物的生长、发育和产量以及病虫害有很大影响，改善农田小气候条件，可提高农作物产量。棵间土壤蒸发量测定是农田小气候观测项目之一，其测定资料在农业气候干湿评定、农田灌溉管理、作物产量估测和土壤水分预报等方面均有广泛的用途。传统的棵间蒸发量测定方法一直没有解决或很难解决某个农田地块整体棵间蒸发量日变化测定问题，多用一个点的蒸发量测量值代替整个地块的蒸发量值，难免降低测量值的准确性和代表性。在农田地块上种植作物后，由于地块不同位置作物高矮、稠密等生长状况不同，光照强度、气温和空气湿度等小气候各异，棵间蒸发量也不同，如何较准确地测定整个地块棵间蒸发量，需尽可能地考虑地块的各个小气候典型位置，合理选择多个监测点进行棵间蒸发量测定。另外，传统方法未涉及农田棵间蒸发量日变化的测定问题，而本方法通过每隔2小时对小型土壤蒸发器进行称重，每两个时刻所测重量相减获得这两个时刻所夹时段棵间蒸发量数值。为此，研发了农田棵间蒸发量日变化的测定方法，以实现在一定地块上准确测定整个地块棵间蒸发量日变化的目的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种测定农田棵间蒸发量日变化的方法，该方法通过在一定农田地块上合理选择多个监测点，在监测点上放置监测装置，测定每个监测点棵间蒸发量日变化过程，对所有监测点同一时段蒸发量数值进行平均后，实现较准确测定整个地块棵间蒸发量日变化的目的。本发明所述的一种测定农田棵间蒸发量日变化的方法，该方法所涉及的监测装置是由沙网、PVC管、纸和绳组成，具体操作按下列步骤进行:
a、选择监测点:在被测定农田地块(I)上，将地块(I)四个拐角处棵间位置设为监测点，采用拉测绳(5)的方式，寻找农田中心位置，该中心位置设为一个监测点，从地块(I)中心向外围分别设置长和宽均为lm、10m、20m、30m、40m的正方形区域，直到设置到地块(I)边界为止，每个正方形区域四个拐角处棵间位置设为监测点；
b、在所选监测点处，垂直插入高15cm、内径9cm、外径IOcm的双层PVC管(3)，将PVC管
(3)及内部的土壤一并取出，底部摸平，用长和宽均为30cm的沙网(2)包裹取出的PVC管(3 )和内部的土壤，再用纸(4 )密封PVC管(3 )的底部，用宽胶带将纸(4 )边缘粘贴于PVC管
(3)的外壁上，再将包裹好的PVC管(3)放回原取土处；
C、棵间蒸发量日变化测定:在晴天，从早晨8:00-20:00，每隔2小时，使用质量天平称取每个PVC管(3)内土壤重量，测量精确至0.lg，将每两个小时的重量值相减，即为这时段的棵间蒸发量值，再对所有监测点同一时段蒸发量值进行平均，即为整个地块该时段的蒸发量值。步骤b在整个取土和包裹过程所用时间控制在2-5分钟。本发明所述的一种测定农田棵间蒸发量日变化的方法，其主要技术方案是:一是选择监测点:首先，在被测定农田地块上，将地块四个拐角处棵间位置设为监测点，这四个监测点与外围大气相通，受外围光照、温度和湿度等气象因子影响，与农作物内部棵间环境不同，故作为必选监测点；此外，运用拉测绳的方式，寻找农田中心位置，该中心位置设为一个监测点，并从地块中央向外围分别设置长和宽均为lm、10m、20m、30m、40m……的正方形区域，直到设置到地块边界为止，每个正方形区域四个拐角处棵间位置设为监测点，这些监测点尽可能包含了地块上不同小气候典型区域；二是放置监测装置:晴天，在以上所选监测点处，于北京时间早晨7:30，垂直插入高15cm、内径9cm、外径IOcm的双层PVC管，将PVC管及内部的土壤一并取出，底部摸平，用长和宽均为30cm的沙网包裹住取出的PVC管和内部的土壤，再用纸密封PVC管的底部，用宽胶带将纸边缘粘贴于PVC管的外壁上，再将包裹好的PVC管放回原取土处； 沙网的作用是便于PVC管及土壤的取出和放入，纸的作用是防止PVC管内土壤漏掉，同时，不影响PVC管内土壤与下层土壤之间的水汽交换，整个取土和包裹过程所用时间控制在2-5分钟以内；
棵间蒸发量日变化测定:在晴天，从北京时间早晨8:00-20:00，每隔2小时，使用德国塞德瑞斯公司生产的LP34001S的质量天平称取每个PVC管内土壤重量，测量精确至0.1g,每两个小时的重量值相减，即为这两个时段棵间蒸发量值；
对所有监测点同一时段蒸发量值进行平均，即为整个地块该时段的蒸发量值，依此类推，求出 8:00-10:OOUO:00-12:00,12:00-14:00,14:00-16:00,16:00-18:00 和18:00-20:00六个时间段整个地块棵间蒸发量值，同样，所有监测点20:00时刻平均重量一8:00时刻平均重量即为整个地块的日平均蒸发量值。本发明与现有技术相比，具有以下优点和卓著的效果:
Φ本发明以农田地块为对象，最终测定所得的棵间蒸发量可反映整个地块的棵间蒸
发量，虽仍需借助监测装置进行蒸发量测定，但在监测点设置过程中，充分考虑了地块上不同小气候典型区域，测量结果具有准确性和代表性。@本发明能有效测定并计算一白天内不同时段的蒸发量，从而，反映日变化过程，也可得到整个地块的日平均蒸发量值。
图1为本发明结构示意图。图2为本发明测装置示意图。
具体实施例方式实施例:
选择长和宽均为50m的玉米地块，长IOOm测绳I条，高15cm、内径9cm、外径IOcm的双层PVC管24个，长和宽均为30cm纱网24个，报纸若干张，质量天平I台，宽胶带I卷；设置监测点:
将选择的玉米地块I的四个拐角处的棵间位置设置为监测点，采用拉测绳5的方式，确定地块I中心位置，将该中心位置设为一个监测点，并从地块I中心向外围分别设置长和宽均为lm、10m、20m、30m和40m的正方形区域，直到设置到地块I边界为止，将每个正方形区域四个拐角处的棵间位置作为监测点，总共24个监测点；
放置监测装置:
在晴天，于北京时间早晨7:30，将监测装置中的双层PVC管3垂直插入所选监测点处，然后，将PVC管3连同内部土壤一块取出，底部抹平，先用沙网2包裹整个PVC管3及内部土壤，再用一张报纸4封底，报纸4边缘用宽胶带贴于PVC管3的外管壁上，最后，将包裹好的PVC管3及内部土壤一并放入原来取土处，整个取土和包裹过程所用时间控制在2-5分钟以内；
棵间蒸发量日变化测定: 在晴天，从北京时间早晨8:00-20:00，每隔2小时，使用德国塞德瑞斯公司生产的LP34001S的质量天平对每个PVC管3及其内部土壤进行称重，对于某一个监测点，10:00所测的重量减去8:00所测的重量即为8:00-10:00时段该监测点处棵间蒸发量值，依此类推，获得 10:00-12:00,12:00-14:00,14:00-16:00,16:00-18:00 和 18:00-20:00 五个时间段内该监测点处土壤蒸发量日变化数值，同样，20:00所测的重量减去8:00所测的重量即为该监测点处全天棵间蒸发量值，对所有监测点同一时段蒸发量值进行平均，即为整个地块该时段的蒸发量值，依此类推，求出 8:00-10:00、10:00-12:00、12:00-14:00、14:00-16:00、16:00-18:00和18:00-20:00六个时间段整个地块棵间蒸发量值，同样，所有监测点20:00时刻平均重量一 8:00时刻平均重量即为整个地块的日平均蒸发量值。
权利要求
1.一种测定农田棵间蒸发量日变化的方法，其特征在于该方法所涉及的监测装置是由沙网、PVC管、纸和绳组成，具体操作按下列步骤进行: a、选择监测点:在被测定农田地块(I)上，将地块(I)四个拐角处棵间位置设为监测点，采用拉测绳(5)的方式，寻找农田中心位置，该中心位置设为一个监测点，从地块(I)中心向外围分别设置长和宽均为lm、10m、20m、30m、40m的正方形区域，直到设置到地块(I)边界为止，在每个正方形区域四个拐角处的棵间位置设置为监测点； b、在所选监测点处，垂直插入高15cm、内径9cm、外径IOcm的双层PVC管(3)，将PVC管(3)及内部的土壤一并取出，底部摸平，用长和宽为30cm的沙网(2)包裹取出的PVC管(3)和内部的土壤，再用纸(4 )密封PVC管(3 )的底部，用宽胶带将纸(4 )边缘粘贴于PVC管(3 )的外壁上，再将包裹好的PVC管(3)放回原取土处； C、棵间蒸发量日变化测定:在晴天，从早晨8:00-20:00，每隔2小时，使用质量天平称取每个PVC管(3)内土壤重量，测量精确至0.lg，将每两个小时的重量值相减，即为这时段的棵间蒸发量值，再对所有监测点同一时段蒸发量值进行平均，即为整个地块该时段的蒸发量值。
2.根据权利要求 1所述的方法，其特征在于步骤b在整个取土和包裹过程所用时间控制在2-5分钟。
全文摘要
本发明涉及一种测定农田棵间蒸发量日变化的方法，该方法是在充分考虑农田地块上不同小气候典型区域基础上，合理选择多个监测点，测定每个监测点棵间蒸发量日变化过程，对所有监测点同一时段蒸发量数值进行平均后，获得整个地块棵间蒸发量日变化数值。该方法主要解决被测农田地块棵间蒸发量日变化测定中的技术问题。本发明所述的方法可用于除水田外的其他任何农田地块棵间蒸发量日变化的测定。
文档编号G01N5/04GK103217355SQ20131016869
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月9日 优先权日2013年5月9日
发明者付爱红, 陈亚宁, 李卫红 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所