一种油橄榄种植水泵自动启停的智能灌溉决策方法与流程

本发明涉及农业种植，具体涉及一种油橄榄种植水泵自动启停的智能灌溉决策方法。

背景技术：

1、土壤质地类型不同，土壤的保水性有差异，相同时间内供给作物根系的水分也是有差别的。油橄榄树龄不同，其主根系长度也是不同的，在土壤中吸收水分的范围也有差异。同时，油橄榄生育期内，降雨对油橄榄灌溉有一定影响，小雨可以补充油橄榄生长所需水分，中雨、大雨可能会产生深层渗漏，因此，合理选择灌溉时间，充分利用降雨，不仅可以节约水资源，还可以节省灌溉系统运行成本，最终提高农户经济收入。

2、目前，油橄榄种植在很多地方都是凭经验人为控制水泵进行灌溉，根据灌溉时间确定水泵的启停，管理水平还有提升空间，水资源利用效率还可以继续提高，管理者劳动强度还可以进一步降低。

3、专利cn108684506a提供了一种果园灌溉设施布局优化方法，阐明了灌溉设施的布局方案，但是对于灌溉设施的后期操作，特别是灌溉水泵的启停问题没有提出具体的解决方法，而且根据该灌溉设施的布局方案也无法实现油橄榄种植水泵自动启停的智能决策。

4、专利cn102726273a提供了一种作物根区土壤水分监测与智能灌溉决策方法，其关键步骤是通过所述水动力模型得到的作物根区土壤水分含量与设定的作物灌溉阈值进行比较，低于灌溉阈值下限时进行灌溉，达到灌溉阈值上限时停止灌溉。该土壤水动力模型是基于作物根系均匀分布生长，土壤理化性质均一的假设条件而建立的(硕士论文：棉花膜下滴灌土壤水盐运移规律研究及数值模拟，2011)，但现实的作物生长和土壤状况并非是理想状态的，因此，该智能灌溉决策方法与实际应用还是有一定差距的。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种油橄榄种植水泵自动启停的智能灌溉决策方法，以克服上述现有技术中的不足。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种油橄榄种植水泵自动启停的智能灌溉决策方法，包括如下步骤：

3、s100、测定油橄榄园土壤质地类型，分为砂土、壤土和黏土；

4、s200、根据油橄榄园中油橄榄品种类型，选取不同树龄中有代表性的油橄榄树，判断其主根系在土壤中的深度分布范围；

5、s300、结合油橄榄园土壤质地类型和不同树龄油橄榄主根系在该质地类型土壤中深度分布范围对土壤内不同树龄油橄榄根系分层；

6、s400、根据油橄榄生理特性，确定油橄榄不同生育期正常生长所需要土壤含水率；

7、s500、确定油橄榄园短期气象预报中降雨类型；

8、s600、根据油橄榄根系分层结果，再结合短期气象预报中降雨类型和油橄榄各生育期正常生长所需要土壤含水率确定水泵的启停状态。

9、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

10、进一步，s200中选取不同树龄中有代表性的油橄榄树，分层挖掘其根系，通过分层筛分，以判断其主根系层所在土壤层中分布深度范围。

11、进一步，s300中对土壤内不同树龄油橄榄根系分层具体为：

12、若土壤质地类型为砂土，则按照0-40cm、40cm-80cm、80cm-120cm分层；

13、若土壤质地类型为壤土，则按照0-30cm、30cm-60cm、60cm-90cm分层；

14、若土壤质地类型为黏土，则按照0-20cm、20cm-40cm、40cm-60cm分层。

15、进一步，s500中油橄榄生育期划分为春化期、芽苞分化期、花期、座果期、成熟期。

16、进一步，s500中确定油橄榄园短期气象预报中降雨类型具体为：

17、将24h内降雨量分为小雨、中雨、大雨、暴雨；

18、若24h内降雨量小于10mm，则为小雨；

19、若24h内降雨量10mm-25mm，则为中雨；

20、若24h内降雨量25mm-50mm，则为大雨；

21、若24h内降雨量超过50mm，则为暴雨。

22、更进一步，天气预报时间用来区分降雨类型，与后续时间限制无关。

23、进一步，当油橄榄园土壤质地类型为砂土，且油橄榄树龄在5年以下，若油橄榄根系范围内0-40cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

24、若油橄榄根系范围内0-40cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

25、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来4小时内有小雨时，水泵停止；

26、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来10小时内有中雨时，水泵停止；

27、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来24小时内有大雨时，水泵停止；

28、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来36小时内有暴雨时，水泵停止；

29、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停；

30、当油橄榄园土壤质地类型为砂土，且油橄榄树龄在5年-10年，若油橄榄根系范围内40cm-80cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

31、若油橄榄根系范围内40cm-80cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

32、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来5小时内有小雨时，水泵停止；

33、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来12小时内有中雨时，水泵停止；

34、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来28小时内有大雨时，水泵停止；

35、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来40小时内有暴雨时，水泵停止；

36、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停；

37、当油橄榄园土壤质地类型为砂土，且油橄榄树龄在10年以上，若油橄榄根系范围内40cm-80cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

38、若油橄榄根系范围内40cm-80cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

39、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来6小时内有小雨时，水泵停止；

40、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来14小时内有中雨时，水泵停止；

41、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来32小时内有大雨时，水泵停止；

42、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来44小时内有暴雨时，水泵停止；

43、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停。

44、更进一步，当油橄榄园土壤质地类型为砂土，且油橄榄树龄在5年以下时，油橄榄根系范围内0-40cm处土壤正常生长最低土壤含水率为5％，最高土壤含水率为20％；

45、当油橄榄园土壤质地类型为砂土，且油橄榄树龄在5年-10年时，油橄榄根系范围内40-80cm处土壤正常生长最低土壤含水率为8％，最高土壤含水率为20％；

46、当油橄榄园土壤质地类型为砂土，且油橄榄树龄在10年以上时，油橄榄根系范围内40-80cm处土壤正常生长最低土壤含水率为10％，最高土壤含水率为20％。

47、进一步，当油橄榄园土壤质地类型为壤土，且油橄榄树龄在5年以下，若油橄榄根系范围内0-30cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

48、若油橄榄根系范围内0-30cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

49、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来5小时内有小雨时，水泵停止；

50、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来12小时内有中雨时，水泵停止；

51、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来28小时内有大雨时，水泵停止；

52、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来40小时内有暴雨时，水泵停止；

53、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停；

54、当油橄榄园土壤质地类型为壤土，且油橄榄树龄在5年-10年，若油橄榄根系范围内30cm-60cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

55、若油橄榄根系范围内30cm-60cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

56、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来6小时内有小雨时，水泵停止；

57、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来16小时内有中雨时，水泵停止；

58、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来40小时内有大雨时，水泵停止；

59、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来48小时内有暴雨时，水泵停止；

60、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停；

61、当油橄榄园土壤质地类型为壤土，油橄榄树龄在10年以上，若油橄榄根系范围内30cm-60cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

62、若油橄榄根系范围内30cm-60cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

63、水泵开启后，短期气象预报结果显示未来7小时内有小雨时，水泵停止；

64、水泵开启后，短期气象预报结果显示未来18小时内有中雨时，水泵停止；

65、水泵开启后，短期气象预报结果显示未来44小时内有大雨时，水泵停止；

66、水泵开启后，短期气象预报结果显示未来52小时内有暴雨时，水泵停止；

67、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停。

68、更进一步，当油橄榄园土壤质地类型为壤土，且油橄榄树龄在5年以下时，油橄榄根系范围内0-30cm处土壤正常生长最低土壤含水率为6.25％，最高土壤含水率为25％；

69、当油橄榄园土壤质地类型为壤土，且油橄榄树龄在5年-10年时，油橄榄根系范围内30-60cm处土壤正常生长最低土壤含水率为10％，最高土壤含水率为25％；

70、当油橄榄园土壤质地类型为壤土，油橄榄树龄在10年以上时，油橄榄根系范围内30-60cm处土壤最低土壤含水率为12.5％，最高土壤含水率为25％。

71、进一步，当油橄榄园土壤质地类型为黏土，且油橄榄树龄在5年以下，若油橄榄根系范围内0-20cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

72、若油橄榄根系范围内0-20cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

73、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来6小时内有小雨时，水泵停止；

74、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来16小时内有中雨时，水泵停止；

75、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来40小时内有大雨时，水泵停止；

76、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来48小时内有暴雨时，水泵停止；

77、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停；

78、当油橄榄园土壤质地类型为黏土，且油橄榄树龄在5年-10年，若油橄榄根系范围内20cm-40cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

79、若油橄榄根系范围内20cm-40cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

80、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来7小时内有小雨时，水泵停止；

81、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来18小时内有中雨时，水泵停止；

82、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来44小时内有大雨时，水泵停止；

83、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来52小时内有暴雨时，水泵停止；

84、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停；

85、当油橄榄园土壤质地类型为黏土，且油橄榄树龄在10年以上，若油橄榄根系范围内20cm-40cm处土壤含水率小于油橄榄正常生长最低土壤含水率时，灌溉水泵自动开启；

86、若油橄榄根系范围内20cm-40cm处土壤含水率大于油橄榄正常生长最高土壤含水率时，灌溉水泵自动停止；

87、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来8小时内有小雨时，水泵停止；

88、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来20小时内有中雨时，水泵停止；

89、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来48小时内有大雨时，水泵停止；

90、水泵开启后，短期气象预报结果若显示未来56小时内有暴雨时，水泵停止；

91、短期气象预报的降雨结果在上述范围之外时，则按正常生长的含水率上下限控制水泵启停。

92、更进一步，当油橄榄园土壤质地类型为黏土，且油橄榄树龄在5年以下时，油橄榄根系范围内0-20cm处土壤正常生长最低土壤含水率为7.5％，最高土壤含水率为30％；

93、当油橄榄园土壤质地类型为黏土，且油橄榄树龄在5年-10年时，油橄榄根系范围内20cm-40cm处土壤正常生长最低土壤含水率为12％，最高土壤含水率为30％；

94、当油橄榄园土壤质地类型为黏土，且油橄榄树龄在10年以上时，油橄榄根系范围内20cm-40cm处土壤最低土壤含水率为15％，最高土壤含水率为30％。

95、本发明的有益效果是：

96、1)充分考虑了砂土、壤土、黏土蓄水特性依次增强，结合油橄榄树龄和土壤质地类型，以及不同树龄油橄榄主根系在土壤层中深度分布范围，按照短期气象预报中降雨类型(小雨、中雨、大雨、暴雨)和油橄榄各生育期正常生长所需要土壤含水率，确定水泵的启停状态，满足油橄榄生长需水的同时最大限度地利用天然降水，实现了节水降本的目的；

97、2)决策方法中充分考虑了10年以下树龄的油橄榄主根系随树龄增长而逐渐向下延伸的生长规律，含水率的控制土层也逐渐加深；同一树龄油橄榄在砂土、壤土、黏土中，其根系下扎深度逐渐变浅，含水率的控制土层也逐渐变浅；同一土质类型下，10年以下树龄的油橄榄主根系随树龄逐渐向下延伸和扩展，含水率的控制土层则逐渐加深，通过油橄榄园主根系层土壤含水率实现灌溉水泵的启停控制，改变传统的计时灌溉，分树龄、分土壤类型进行灌溉控制，既能满足不同树龄油橄榄树生长，又能节省灌溉水量；

98、3)本方法符合油橄榄园实际种植现状，用户可操作性很强，具有较好地推广意义。