本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種作物系數(shù)的確定方法、計(jì)算機(jī)設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、作物生產(chǎn)過程中的水分管理對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。隨著農(nóng)業(yè)種植模式的多樣化，在確保作物高產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，已成為農(nóng)業(yè)水管理的重要研究方向之一。農(nóng)田中的水分主要通過作物的蒸騰作用和土壤表層的蒸發(fā)作用消耗。蒸騰是植物通過葉片氣孔釋放水分的過程，與作物的生長狀態(tài)和環(huán)境條件密切相關(guān)；而土壤蒸發(fā)則受到降水、灌溉、日照和空氣濕度等因素的影響。農(nóng)田的水分平衡涉及土壤水分、降水、灌溉和作物蒸散的相互作用。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，合理制定灌溉計(jì)劃需要考慮作物的蒸騰、土壤的蒸發(fā)以及氣象條件對水分需求的影響。

2、在農(nóng)業(yè)水資源管理中，作物系數(shù)（kc）是反映特定作物在不同生長期對水分需求的變化情況，適用于調(diào)整灌溉量和制定合理的灌溉計(jì)劃?，F(xiàn)有的kc值通?；跇?biāo)準(zhǔn)條件下的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或區(qū)域性試驗(yàn)結(jié)果制定，在生長周期內(nèi)按階段給定。作物的實(shí)際蒸騰與蒸發(fā)受氣象條件的動態(tài)變化影響顯著，傳統(tǒng)方法獲取的kc值無法反映這些變化。而且，傳統(tǒng)kc值的計(jì)算多依賴歷史數(shù)據(jù)和預(yù)估值，而非基于實(shí)時(shí)監(jiān)測的作物和土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。隨著氣候的波動性加劇，僅憑平均經(jīng)驗(yàn)值無法準(zhǔn)確預(yù)測實(shí)際水分需求，kc值無法隨之靈活調(diào)整，無法根據(jù)實(shí)際情況對水資源進(jìn)行分析利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決作物系數(shù)無法根據(jù)環(huán)境和實(shí)時(shí)農(nóng)田數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整的問題，本發(fā)明提供了一種作物系數(shù)的確定方法、計(jì)算機(jī)設(shè)備及介質(zhì)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種作物系數(shù)的確定方法，具體包括以下步驟：

4、根據(jù)農(nóng)田每日最高溫度、每日最低溫度、相對濕度、降水量、大氣壓和日照時(shí)數(shù)計(jì)算參考作物蒸散值；

5、獲取農(nóng)田土壤體積含水量，根據(jù)所述農(nóng)田土壤體積含水量計(jì)算根層土壤水分深度的變化量；監(jiān)測作物徑流速率，根據(jù)所述徑流速率計(jì)算作物蒸騰量；

6、根據(jù)所述根層土壤水分深度的變化量、農(nóng)田降水、灌溉水量以及作物蒸騰量通過水平衡方程計(jì)算土壤蒸發(fā)量；

7、根據(jù)所述參考作物蒸散值和作物蒸騰量計(jì)算蒸騰作物系數(shù)；根據(jù)所述參考作物蒸散值和土壤蒸發(fā)量計(jì)算蒸發(fā)系數(shù)；根據(jù)所述蒸騰作物系數(shù)和蒸發(fā)系數(shù)之和得到作物系數(shù)。

8、優(yōu)選地，所述根據(jù)通過水平衡方程計(jì)算土壤蒸發(fā)量，具體為：

9、e=d+p+i-tr;

10、其中，e為土壤蒸發(fā)量；d為根層土壤水分深度的變化量；p為農(nóng)田降水；i為灌溉數(shù)量；tr為作物蒸騰量。

11、優(yōu)選地，所述作物蒸騰量的計(jì)算公式具體為：

12、tr=vs*3.14*r2*ppd*24*10-3；

13、其中，r為作物莖干半徑；ppd為作物種植密度；vs為作物徑流速率。

14、優(yōu)選地，所述蒸騰作物系數(shù)的計(jì)算公式具體為：

15、kctr=et0/tr;

16、其中，tr為作物蒸騰量；et0為參考作物蒸散值。

17、優(yōu)選地，所述蒸發(fā)系數(shù)的計(jì)算公式具體為：

18、ke=et0/e;

19、其中，e為土壤蒸發(fā)量；et0為參考作物蒸散值。

20、優(yōu)選地，所述監(jiān)測作物徑流速率，具體是將莖流儀安裝在作物莖基部來監(jiān)測作物徑流速率。

21、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)所述一種作物系數(shù)的確定方法中所述的步驟。

22、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器加載時(shí)，能夠執(zhí)行所述一種作物系數(shù)的確定方法中所述的步驟。

23、本發(fā)明提供的一種作物系數(shù)的確定方法具有以下有益效果：

24、本發(fā)明通過獲取農(nóng)田的氣象數(shù)據(jù)得到參考作物蒸散值，對作物徑流速率和農(nóng)田土壤體積含水量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)動態(tài)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，克服了傳統(tǒng)kc值的靜態(tài)化的不足，根據(jù)作物徑流速率得到作物蒸騰；根據(jù)農(nóng)田土壤體積含水量和氣象數(shù)據(jù)得到土壤蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)對土壤蒸發(fā)的動態(tài)計(jì)算，解決傳統(tǒng)作物系數(shù)計(jì)算中對蒸騰和蒸發(fā)無法解耦的缺陷。將作物蒸騰與土壤蒸發(fā)分別與參考作物蒸散值進(jìn)行計(jì)算，得到蒸騰作物系數(shù)和蒸騰作物系數(shù)，得到能夠根據(jù)氣象條件和作物不同生長階段，動態(tài)調(diào)整作物系數(shù)使其適應(yīng)環(huán)境變化的需求。作物系數(shù)與參考作物蒸散量相結(jié)合，有利于后續(xù)調(diào)整灌溉量以及制定灌溉計(jì)劃。

技術(shù)特征：

1.一種作物系數(shù)的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物系數(shù)的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)通過水平衡方程計(jì)算土壤蒸發(fā)量，具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物系數(shù)的確定方法，其特征在于，所述作物蒸騰量的計(jì)算公式具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物系數(shù)的確定方法，其特征在于，所述蒸騰作物系數(shù)的計(jì)算公式具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物系數(shù)的確定方法，其特征在于，所述蒸發(fā)系數(shù)的計(jì)算公式具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物系數(shù)的確定方法，其特征在于，所述監(jiān)測作物徑流速率，具體是將莖流儀安裝在作物莖基部來監(jiān)測作物徑流速率。

7.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述方法的步驟。

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器加載時(shí)，能夠執(zhí)行權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種作物系數(shù)的確定方法、計(jì)算機(jī)設(shè)備及介質(zhì)，屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：通過獲取農(nóng)田的氣象數(shù)據(jù)得到參考作物蒸散值，利用智能設(shè)備對作物徑流速率和農(nóng)田土壤體積含水量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)作物徑流速率得到作物蒸騰量；根據(jù)農(nóng)田土壤體積含水量和氣象數(shù)據(jù)得到土壤蒸發(fā)量；將作物蒸騰量與土壤蒸發(fā)量分別與參考作物蒸散值進(jìn)行計(jì)算，得到蒸騰作物系數(shù)和蒸騰作物系數(shù)；根據(jù)蒸騰作物系數(shù)和蒸騰作物系數(shù)之和得到作物系數(shù)。作物系數(shù)與參考作物蒸散量相結(jié)合，提高水分在農(nóng)業(yè)中的利用效率，有利于調(diào)整灌溉量并制定合理的灌溉計(jì)劃。

技術(shù)研發(fā)人員：張立禎,張澤山,唐雪蓮,張鈺曈,王強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9