【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业生态监控，具体涉及寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控系统及方法。
技术介绍
1、传统的寒区玉米种植，秸秆处理方式多为焚烧或部分还田。焚烧秸秆不仅造成了资源浪费还严重污染环境，大量释放的有害气体和颗粒物对空气质量产生了恶劣影响，加剧了温室效应并危害人体健康。而部分还田由于还田量有限、还田深度不均匀等问题，难以充分发挥秸秆还田对土壤肥力提升的潜力；
2、秸秆全量还田旨在将玉米秸秆全部归还土壤，并通过耕作使秸秆在全耕层内均匀分布和有效分解，以改善土壤结构、增加土壤有机质含量、提升土壤保水保肥能力等。但在寒区特殊的气候田间下，低温、冻融循环等因素对秸秆分解速度和土壤氧分转化过程有着显著影响。例如，低温会减缓微生物对秸秆的分解活动，导致秸秆在土壤中积累，可能影响下一季玉米的播种质量和生长初期的养分供应。
3、此外，随着农业规模化发展，寒区玉米种植面积不断扩大，传统的人工监测和管理模式已无法满足大面积农田精准化管理的需求。迫切需要借助现代信息技术，构建一套自动化、智能化的监控系统。鉴于此，提供一种寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统及方法。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统及方法。
2、本专利技术的第一方面，提供一种寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，包括：
3、监控子系统，其包括多个监控节点，
4、各所述监控节点中均包括埋设于土壤不同
5、所述第一传感器网络被配置为获取来自土壤同一监控节点的不同层深的第一预设指标；
6、所述第二传感器网络被配置为获取来自土壤不同监控节点的相同层深的第二预设指标；
7、反馈调节子系统，其包括数据处理模块和诊断模块；
8、所述数据处理模块被配置经通信模块接收来自所述第一传感器网络和所述第二传感器网络的第一预设指标和第二预设指标，经预处理后生成对应的第一监控参数和第二监控参数；
9、所述诊断模块被配置为接收所述第一监控参数和所述第二监控参数，根据两者所处的种植阶段执行诊断条件；
10、若此次监控处于种植期，执行第一预设调节措施；
11、若此次监控处于非种植期，则于此处监控中执行第二预设调节措施；
12、存储模块，其被配置为存储所述第一监控参数、所述第二监控参数、所述第一预设调节措施和所述第二预设调节措施并根据存储的时间戳生成日志；
13、中央处理器，其被配置为向所述监控子系统和所述反馈调节子系统提供请求与响应，同时被配置为调用日志执行校核。
14、作为一种优选方式，所述传感器组中均包括温度传感器和湿度传感器；
15、所述第一预设指标和所述第二预设指标均包括所述温度传感器、所述湿度传感器获取的指标。
16、作为一种优选方式，各所述传感器在预设的钻孔位置通过载体埋设于土壤的不同层深处，且对应各所述传感器组所处的土壤层深位置安装取样单元至所述载体。
17、作为一种优选方式，还包括地表监测子系统，其包括温度传感单元、雨量计和雪量计。
18、本专利技术的第二方面。提供一种寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节方法，适于实现本专利技术第一方面的方法，包括如下步骤：
19、s1、在非降水期，获得来自同一所述第一传感网络所采样第一预设指标；
20、s2、根据所述第一预设指标中的温度数据和湿度数据，获取来自土壤全耕层最顶面的基准温度数据，以及自土壤全耕层最顶面至最底面的多组对照温度数据和对照湿度数据；
21、s3、根据所述基准温度数据及对照湿度数据，获得土壤失温率和土壤连续失温率；
22、s4、根据所述基准湿度数据及对照湿度数据，获得土壤水分沉降率和土壤水分蒸发率；
23、s5、采样不同层深位置的土壤样本，从土壤样本中获取秸秆、腐殖物比例和中间体比例，间隔时间采样后计算得到秸秆-中间体分解速率和中间体-腐殖物分解速率；
24、s6、在当前层深位置不存在植物根系时，采样该层深位置的土壤样本，经电导率法测量无机物含量及无机物溶解率，间隔时间采样后得到无机物含量变化率；
25、s7、得到同一层深位置的秸秆-中间体分解速率和无机物含量的第一线性相关模型；
26、s8、得到同一层深位置的中间体-腐殖物分解速率和无机物含量的第二线性相关模型；
27、s9、得到同一层深位置的温度和无机物含量之间的第三线性相关模型；
28、s10、根据所述第一线性相关模型、第二线性相关模型和第三线性相关模型得到不同层深位置的第一无机物含量推定量；
29、s11、采样得到各层深位置的土壤实际无机物含量和实际无机物溶解率；根据该层深位置的土壤的土壤水分沉降量和土壤水分蒸发量计算得到沉降导致的无机物淋溶效应流失和毛细效应流失，所述无机物含量推定量去除淋溶效应流失和毛细效应流失后确定第二无机物含量推定量；
30、s12、获取全体第一传感器网络和第二传感网络中的第二无机物含量推定量与实际无机物含量之间的差，得到平均修正系数；
31、s13、采样任一传感器组位置的土壤样本后推定该样本在任一时刻的土壤实际无机物含量；
32、s14、根据玉米根系的经验生长情况，确定玉米根系在任一时刻于当前所处土壤层深位置的无机物含量要求并执行第一预设调节措施和第二预设调节措施。
33、作为一种优选方式，获得所述土壤湿度变化率及土壤连续湿度变化率后，计算土壤水分沉降率及土壤水分蒸发率，包括如下步骤：
34、通过取样单元获取来自同一传感器网络对应传感器组位置的土壤样本，得到土壤样本中的总含水量后间隔时间采样；
35、比较两次采样之间的土壤样本中的总含水量变化后得到土壤水分蒸发率，
36、并确定自土壤全耕层最顶面至其最底面的各层深位置的含水量得到各层深的土壤水分变化率之后根据土壤湿度变化率确定土壤水分沉降率。
37、作为一种优选方式，还包括：
38、在降雨期，获取来自地表监测子系统的当前降雨量，获得雨水从土壤表层进入全耕层的水量；
39、间隔时间采样后得到，单位降雨量与土壤水分沉降率和土壤水分蒸发率的第四线性相关模型、第五线性相关模型；
40、执行如s2-s14相同的步骤；
41、在降雪期，获取来自地表监测子系统的当前降雪量、温度及湿度；
42、间隔时间采样后得到，温度与当前降雪量之间的融雪线性相关模型；
43、根据融雪线性相关模型计算得到从土壤表层进入全耕层的水量；
44、执行如s2-s14相同的步骤；
45、根本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，所述传感器组中均包括温度传感器和湿度传感器；
3.根据权利要求1所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，各所述传感器在预设的钻孔位置通过载体埋设于土壤的不同层深处，且对应各所述传感器组所处的土壤层深位置安装取样单元至所述载体。
4.根据权利要求1所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，还包括地表监测子系统，其包括温度传感单元、雨量计和雪量计。
5.寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节方法，适于实现权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节方法，其特征在于，获得所述土壤湿度变化率及土壤连续湿度变化率后，计算土壤水分沉降率及土壤水分蒸发率，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节方
8.根据权利要求7所述的寒区玉米连作寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节方法，其特征在于，所述步骤S14中，所述判断条件为：
9.应用于权利要求8确定秸秆埋入量后的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，所述传感器组中均包括温度传感器和湿度传感器；
3.根据权利要求1所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，各所述传感器在预设的钻孔位置通过载体埋设于土壤的不同层深处，且对应各所述传感器组所处的土壤层深位置安装取样单元至所述载体。
4.根据权利要求1所述的寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥监控调节系统，其特征在于，还包括地表监测子系统，其包括温度传感单元、雨量计和雪量计。
5.寒区玉米连作秸秆全量还田全耕层培肥...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡红光，梁尧，袁静超，刘剑钊，范围，张水梅，张畅，闫金垚，刘松涛，李晓林，
申请(专利权)人：吉林省农业科学院中国农业科技东北创新中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。