土壤保湿的方法精选(九篇)

第1篇：土壤保湿的方法范文

关键词：土壤质地；凋萎湿度；作物；苗期生长

中图分类号：S154.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2012）20-4473-03

从2010年10月开始，中国气象局观测司与湖北省气象局观测处对湖北20个农业气象观测站安装了自动土壤水分观测仪，为了使安装在作物与固定地段上的自动土壤水分观测仪能顺利投入业务运行，需要提供土壤水文、物理特性参数，以确保探测资料准确有效。为此，对湖北省自动土壤水分观测地段的土壤容重、田间持水量、凋萎湿度进行了测定。关于这方面的研究报道不多，乔照华[1]基于大田土壤试验研究了土壤的凋萎系数与其土壤物理性黏粒含量、有机质含量以及土壤全盐含量之间的关系。这里着重探讨了不同土壤质地对作物凋萎湿度及苗期生长的影响，旨在为开展实时土壤墒情服务提供科学依据。

1 材料与方法

对湖北省20个农业气象观测站进行了土壤容重及田间持水量的测定，然后取回0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm、40～50 cm、50～60 cm、70～80 cm、90～100 cm共8个层次的土样，每个层次4次重复，进行凋萎湿度的测定。

凋萎湿度测定在荆州、武汉两个农业气象试验站进行，采用的仪器及工具有：玻璃容器；配制营养液的氮、磷、钾肥；烘干称重法测定土壤湿度所需全套仪器设备；蜡纸、细沙；孔径3 mm的土壤筛；阿斯曼通风干湿表等。

凋萎湿度测定按照中国气象局农业气象观测规范的要求[2]，采用栽培法测定，即把指示作物（大麦）栽种到土表封闭的玻璃容器中，当指示作物的所有叶片出现凋萎且在空气湿度接近饱和、蒸腾作用最小的情况下仍不能恢复时，测定容器中的土壤湿度，作为凋萎湿度。

2 结果与分析

2.1 不同土壤质地对作物凋萎湿度及苗期生长的影响

从表1可以看出，按作物凋萎湿度综合平均值的大小，可以分为3种土壤质地类型：一是沙土类。平均凋萎湿度为3.9%，指示作物大麦出苗速度较快，凋萎速度亦快，时间仅70 d左右；其保水保肥能力差，作物长势较差，只发小苗不发老苗。二是黏土类。平均凋萎湿度为10.2%，大麦出苗速度较慢，凋萎速度亦慢，时间最长在120 d左右；其保水、保肥能力较强，作物长势一般或较差，发老苗不发小苗。三是壤土类。平均凋萎湿度为7.2%，大麦出苗速度较快，凋萎速度居中，在100 d左右；其保水保肥能力中等，既发小苗又发老苗，作物大部分长势良好。

2.2 不同海拔高度取样与作物苗期长势的关系

海拔高度为1 074 m的有利川，土壤性质为沙壤土，大麦长势一般。

海拔高度200～600 m的有来凤、建始、房县、郧西等，来凤、房县大麦长势稍好；建始、郧西大麦长势差。

海拔高度80～130 m的有襄阳、夷陵、谷城、随州等，除夷陵、谷城大麦长势较好以外，其他两个地方大麦长势较差。

海拔高度60～70 m的有咸宁、宜城、英山等，英山大麦长势好，其他两个地方大麦长势一般。

海拔高度20～50 m的有阳新、仙桃、天门、荆州、应城、武汉等，仙桃、天门大麦长势较差，其余4个地方大麦长势好。

过去有关研究[3]认为，湖北省山区小流域不同海拔和坡位土壤养分分布随海拔降低，土壤有机质和速效氮含量有增加趋势，不同坡位土壤养分表现出向下汇集的趋势，即平原土壤养分含量高于下坡位，下坡位土壤养分含量高于上坡位和中坡位。这样土壤肥力与海拔高度呈负相关。而上述资料却没有反映出这种差别，可能是因为试验为之提供了可供苗期均衡生长的养分。这是土壤性质影响凋萎湿度的一个旁证。

3 小结与讨论

各气象站凋萎湿度测定值差别的主要原因是土壤质地的不同。土壤水分和空气都是土壤肥力的重要物质基础，两者互为制约，互为消长，即土壤水分多空气就少，如黏土类通气性不良，透水性差，保水保肥能力强，故作物不发小苗发老苗，虽长势较差，但作物凋萎速度缓慢，凋萎湿度最高，平均值为10.2%；反之，土壤水分少空气就多，如沙土类，其蓄水能力弱，保肥能力差，含养分少，只发小苗不发老苗，故植物凋萎速度快，凋萎湿度最小，平均值为3.9%；而壤土类通气透水性良好，保水保肥性较强，耕性良好，适宜于各种作物生长，既发小苗又发老苗，其水分适中，既有一定数量的大孔隙，还有相当多的毛管孔隙，凋萎湿度居中，平均值为7.2%。这种“消长”关系，对作物的生长发育和产量，对土壤的热量状况和其他肥力因素都有明显的影响[4-8]。因此，必须采取各种农业措施如排灌、耕作、施肥等，改善农田小气候，调节土壤的水、肥、气、热状况，创造一个适宜作物生长发育的良好环境条件。

参考文献：

[1] 乔照华.土壤凋萎系数的影响因素研究[J].水资源与水工程学报，2008，19（2）：82-84.

[2] 中国气象局.农业气象观测规范[M].北京：气象出版社，1993. 76-88.

[3] 高雪松，邓良基，张世熔，等.不同利用方式与坡位土壤物理性质及养分特征分析[J].水土保持学报，2005，19（2）：53-56.

[4] 张翠英，刘了凡，司奉泰.土壤凋萎湿度测定注意事项[J].山东气象，2005，12（4）：57-58.

[5] 李小刚.甘肃景电灌区盐化土壤的吸湿系数与凋萎湿度及其预报模型[J].土壤学报，2001，38（4）：498-505.

[6] 段兴武，谢 云，冯艳杰，等.东北黑土区土壤凋萎湿度研究[J].水土保持学报，2008，22（6）：212-216.

第2篇：土壤保湿的方法范文

1 材料与方法

1.1 试验园情况

试验设在唐山市滦南县滦南国营林场矮化密植枣园中。滦南县属暖温带半湿润季风性气候，年平均气温10.6℃，常年降水量658毫米，年均日照2 853小时，无霜期186天。土壤pH值7.2，土壤为沙土。供试材料为5年生月光枣，株行距1米×3米。

1.2 试验设计

2012年春，在试验园选取地势基本一致，管理情况相同的枣行，分别进行树盘秸秆覆盖、黑膜覆盖、清耕和免耕（对照）4个处理，每处理50株树，重复3次。

（1）秸秆覆盖。在树冠下覆盖10～20厘米的切碎的玉米秸秆；（2）覆盖黑膜。沿树行方向起高垄，之后用黑地膜覆盖；（3）清耕。及时中耕除草；（4）免耕（对照）。树盘免耕。

1.3 试验测定及方法

1.3.1 温度、湿度测定 分别在4月25日、5月25日、7月15日测量10厘米深土壤温度、10厘米深土壤相对湿度和30厘米深土壤温度，探讨覆盖物对不同土层土壤温湿度的影响。

1.3.2 生长结果情况调查 6月25日测量二次枝和枣吊长度以及单枣吊花量，探讨不同覆盖处理对枣树生长结果的影响。

2 结果与分析

2.1 沙地枣园不同覆盖处理对土壤温湿度的影响

不同覆盖处理下不同土层深度温湿度调查结果见表1。

4月25日覆盖黑膜的10厘米深表层土壤温度显著高于其他处理，以秸秆覆盖温度最低；10厘米深土壤相对湿度清耕法显著低于其他三个处理，其他三个处理间差异不显著；30厘米深土壤温度覆盖黑膜显著高于其他处理，其他三个处理间差异不显著。

5月25日秸秆覆盖10厘米深表层土壤温度显著低于其他处理，其他三个处理间差异不显著；10厘米深土壤相对湿度秸秆覆盖、覆盖黑膜显著高于其他两个处理，彼此之间差异不显著；30厘米深土壤温度秸秆覆盖显著低于其他处理，其他三个处理间差异不显著。

7月15日10厘米深表层土壤温度，各处理之间差异不显著；10厘米深土壤相对湿度秸秆覆盖、覆盖黑膜的显著高于其他两个处理，彼此之间差异不显著；30厘米深土壤温度对照显著低于其他处理，其他三个处理间差异不显著。

2.2 覆盖物对枣树生长结果的影响

试验表明，树盘秸秆覆盖和黑膜覆盖均有枣吊长度增加的趋势（表2），清耕法二次枝长度大，秸秆覆盖的耕作方式枣吊的花量少，但不明显。说明耕作方式与枣结果和产量关系不明显。

3 小结与讨论

第3篇：土壤保湿的方法范文

1研究区概况

选取甘肃省庆阳市西峰区西峰气象站（35°44′N，107°38′E）为代表站进行研究。该站位于陇东黄土高原东部的董志塬。董志塬面积910km2，由塬地、川地和河流滩地组成，海拔高度1421m，是黄土高原保存较为完整的一块塬面。该塬黄土层深厚，气候属半干旱半湿润区，农业为典型的旱作农业。年平均降水量527．1mm，年平均温度8．7℃，平均日照2457．8h，具有典型的黄土高原地理和气候特征。西峰区气象站是陇东地区较为重要的农业气象试验站，其所测土壤湿度数据是甘肃东部黄土高原土壤含水状况的典型代表，故本文选取西峰区气象站为代表站进行研究。

2资料来源

2．1土壤湿度数据本研究所采用的土壤湿度资料分为两部分，前者来源于中国气象局气象数据共享网的《中国农作物生长发育和农田土壤湿度旬值数据集》。该数据集包含了1991年9月至2010年12月中国778个农业气象站逐旬观测记录的农作物生长发育状况报告，具体内容包括：作物名称；发育期名称；发育期日期；发育程度；发育期距平；干土层厚度；10，20，50，70，100cm土壤相对湿度（用百分数表示）。另外，分层土壤湿度数据来源于国际土壤湿度网络共享数据（http：∥www．ipf．tuwien．ac．at／insitu／），该数据集包括中国境内40个农业气象站1981—1999年每年3—11月每旬第8d利用土钻法人工取土得到的分层土壤湿度（土壤含水量占干土质量百分比）观测记录。取土深度为1m，每10cm为一层，共分11层（0—5，5—10，10—20，20—30，30—40，40—50，50—60，60—70，70—80，80—90，90—100cm），每个点取1次，共4个重复。然后利用烘箱烘干，称重后计算土壤含水量，4次重复的平均即土壤的平均含水量。观测结果已转化为体积含水量。土壤水文与物理特性常数来自于1980年和1998年的测定值。在土壤湿度观测的固定测定地段内，土壤、耕作制度等变化相对较小，因此，年际间非气象因子的影响较小。

2．2气象数据本研究所采用的气象数据同样来源于中国气象局气象数据共享网（http：∥cdc．cma．gov．cn／）的《中国地面气候资料年值数据集》和《中国地面气候资料月值数据集》。该数据集包括中国752个基本、基准地面气象观测站及自动站1951年以来气候资料年值、月值数据集。本文主要选取该数据集中西峰区站的温度和降水要素进行分析。

3研究方法

在本研究中，采用线性趋势法分析温度、降水等气象要素以及土壤湿度的变化趋势，线性趋势变化可用一元方程描述和建立变量y（x）与其所对应的时间x的一元线性回归方程：y（x）＝ax＋b。式中：a为斜率，亦即趋势倾向率或变化率；b为截距，a，b可用最小二乘法进行估计。趋势显著性检验采用F检验［8－9］。在分析土壤相对湿度与气象要素的相关关系时使用皮尔逊相关分析法，其计算公式如下：式中：n———样本数；珡X———变量x的均值；珚Y———变量y的均值；rxy———变量x和变量y的相关系数。通过该系数可以确定，如果r值通过0．05的显著性水平（p＜0．05），则认为土壤湿度与气象要素变化紧密相关。本研究采用非参数检验法［10］对气温、降水资料序列进行突变检测，该方法为无母数检定法，不需要遵从一定的分布，也不受少数异常值干扰，适用于类型变量和顺序变量，计算方便简单。在气候序列平稳前提下对于具有n个样本量的时间序列x，构造一秩序列：式中：ri———第i个样本xi大于xj（2≤j≤i）的累计值。在时间序列随机独立的假设下，定义统计量：当│UFk│≥Ua时（Ua为显著水平的临界值），表明序列存在明显的增长或减少趋势。所有UFk将组成一条曲线UF。把同样的方法引用到反序列中，得到另一条曲线UB，UF或UB的值超过临界直线时，表明增长或减少趋势显著，超出临界线的区域为出现突变的区域，两条曲线的交点若在临界线之间，则对应的便是突变开始时间。潜在蒸散量采用FAO推荐的Penman—Monteith方法［11－12］计算。

4结果与分析

4．1近50a气温、降水变化主要特征

1961—2010年的50a间西峰区气温呈明显上升趋势，年平均气温以0．5℃／10a的速度增加，其中春、夏、秋、冬各季的平均气温分别以0．5，0．2，0．4，0．6℃／10a的速度增加，冬季增温最明显。年代际间的增温幅度以21世纪初的10a最为明显（表1），80年代增温最小。50a来气温呈波动上升，20世纪80年代后期前气温降低，之后逐渐上升。这与陈隆勋等［13］研究得出的全国平均气温变化特征相似。50a来年降水量以平均20．9mm／10a的速度下降，季节降水量的变化存在明显差异，春、秋季降水量分别以5．4和19．2mm／10a的速度下降，而夏、冬季降水分别以2．7和1．6mm／10a速度增加。降水的年代际变化差异也较大，21世纪初10a平均年降水量为546．3mm，较20世纪90年代增加了72．6mm，是降水量增加幅度最大的年代。20世纪90年代平均年降水量仅为473．7mm，较80年代减少了89．2mm，是降水量最少，减少幅度最大的年代（表1）。50a来年降水量呈波动式减少，80年代初前后降水量增加，之后一直呈降低趋势。1995年是降减少最大的年份，年降水量仅为333．8mm，21世纪初的几年有所增加。

4．2近20a土壤湿度变化规律

4．2．1土壤湿度年代、季节变化不同年份气候、环境等条件变化使土壤湿度条件存在年际间差异［14］。从图1可以看出，20a来各层土壤湿度总体上均呈现出下降趋势。1992年以后土壤湿度在1997年和1995年降到最低值，21世纪初10a略有增加。为进一步分析土壤湿度的变化规律，分别计算出不同层次各季土壤湿度变化率（表2）。总体来看，近20a春季不论浅层还是较深层土壤湿度呈下降趋势，是各季中土壤湿度减少最明显的季节，且表层土壤湿度更易受到气候条件变化的影响。20a来夏季土壤湿度变化趋势与春季具有类似规律，但变化率明显低于春季。秋季土壤湿度变化与春季和夏季稍有不同，10—50cm土壤湿度呈下降趋势，70cm和100cm呈上升趋势。对20a间西峰区逐年平均土壤湿度和降水量进行了对比分析。由其时间演变曲线（图1）可以看出，土壤湿度及降水量年际变化振荡比较明显，呈多波动分布，两者达到显著相关水平，且降水变化较土壤湿度变化更剧烈。年平均湿度最小值出现在1995年，为55％。最大值出现在2003年，为74％，是最小年的1．35倍。而年降水量最小值出现在1995年，为333．8mm，最大值出现在2003年，为828．2mm，是最小年的2．49倍。1997—2003年土壤湿度持续增加，1992—1995年不断下降。而年降水量波动变化较大。1992—1995年降水量持续降低，1999—2003年持续升高。所测土壤湿度的变化与降水量变化并不完全一致，是因为土壤湿度的变化除了受作物消耗及蒸发作用影响外，还与降水时段出现在测墒前与测墒后有很大关系。

4．2．2土壤湿度的月变化为了分析西峰区麦田土壤湿度在小麦生长期对时间的敏感变化，分别研究了土壤湿度的月、旬变化。其中旬、月变化总趋势是8—11月为土壤蓄墒期，3—7月为土壤失墒期。为了分析土壤湿度的月变化，对西峰区8—11月与次年3—7月0—100cm土壤湿度进行了分析。由土壤湿度月变化图（图2）可以看出，8—11月与次年3—7月的土壤湿度变化趋势为先增加再减少，高峰期在10，11月。土壤湿度最低值出现在6，7月，可将这2个阶段分为秋季增墒期和春末夏初失墒期。（1）秋季增墒期。根据西北地区东部降水季节变化［7］，陇东地区年降水主要集中在7—8月，降水充足，期间麦田正处于休闲期，是土壤蓄水的关键时期，9—11月是冬小麦播种、出苗至停止生长阶段。期间作物耗水量和蒸发量都很少，有利于土壤冬前水分储备，以至于到11月土壤湿度达到最大值。（2）春末夏初失墒期。3—4月为春季少雨期以及冬小麦的返青拔节期。该期耗水量大，降水不能满足作物的需求，土壤湿度下降。5—6月为春末夏初阶段。该期间冬小麦处于抽穗至乳熟期，耗水量大增，气温升高，蒸发量变大，使土壤水分损失较大，失墒严重，为一年之中土壤湿度的最低值期。

4．2．3土壤湿度的旬变化为了进一步分析西峰区土壤湿度对时间的敏感变化，分析了西峰区7月中旬至11月上旬及次年3月上旬至7月上旬逐旬0—100cm土层土壤体积含水量。由图2可以看出，7月中旬至8月下旬该区处于降水高峰期，土壤水分得到补充，土壤墒情得到不断改善；9月上旬至10月上旬，降水量急剧减少。由于期间作物消耗水量较少，加之秋季多连阴雨天气，蒸发量较少，土壤湿度持续增长。3月上旬至4月中旬为冬小麦返青至拔节期。该期耗水量增加，平均降水量略有增加，含水量有小波动变化。4月下旬至6月下旬，小麦处于孕穗期、腊熟期。该期间西峰区处于春末夏初阶段，作物耗水量远大于降水量，土壤湿度不断降低。7月上旬，降水量增加，冬小麦处于成熟至收获期。该期需水量大减，土壤湿度略有增加。

4．3气候变化对土壤湿度的影响

自然降水是陇东土壤水分最主要的来源，气温通过蒸发影响土壤湿度。计算1991—2010年西峰区春、夏、秋季10，20，50，70，100cm土壤湿度百分率与不同季节平均气温、降水量的相关系数（表3）。可以看出，就表层土壤而言，各季土壤湿度与本季气温均为负相关，与降水量呈正相关。春季土壤湿度与上年夏、秋季平均气温负相关；夏季土壤湿度与春季平均气温、降水相关显著；秋季土壤湿度与夏季降水呈正相关。就较深层土壤而言，春季土壤湿度与上年夏、秋季气温、降水呈显著相关；夏季则与春季气温、降水及该季气温显著相关；秋季雨水丰沛，较深层土壤湿度与各季气温、降水相关均不显著。可见雨季的气候条件不仅影响到该季土壤湿度条件，而且影响到次年春季的土壤湿度，尤其是深层的土壤湿度条件，即所谓的“秋雨春用”。

4．4蒸散对土壤湿度的影响

潜在蒸散量（E0）包括地面蒸发和植物蒸腾在内的土壤水分散失，综合反映了气温、水汽压、日照和风速等气象要素对土壤水分散失的影响。作为土壤水分循环的一个重要方面，蒸散对土壤湿度有明显制约作用。由潜在蒸发与土壤湿度季节变化和年变化曲线（图3—4）可以看出，潜在蒸发与土壤湿度变化趋势基本相反，蒸发强烈导致土壤水分支出增加。图3—4反映了西峰地区潜在蒸散量和土壤湿度的月份和年际变化。可以看出，潜在蒸散量对土壤湿度的影响月份和年际变化均呈现出反位相的特点。在月变化上，蒸散量峰值出现在7月，对应的土壤湿度谷值出现在6，7月份，基本呈同步变化趋势。年际变化上，3—11月蒸散量峰、谷值出现在1997年和2003年，与之对应的土壤湿度的谷、峰值也位于1997年和2003年，蒸散量与土壤湿度的反位关系表现得较为明显。5结论

（1）50a来陇东气温呈波动上升，降水量呈波动减少。20世纪80年代后期气温以上升为主，降水以下降为主，与王飞等［15］的“1985—1993年为暖湿期，降水量和年均气温均较高”的结论比较接近。陇东气温在1993年发生暖突变，降水突变点并不明显。1995年是降水负距平最大的年份。

（2）20a来陇东各层土壤湿度总体上均呈现出下降趋势，21世纪初10a略有增加。春季各层土壤湿度呈下降趋势，是各季中土壤湿度减少最明显的季节，表层土壤湿度更易受到气候条件变化的影响。夏季土壤湿度变化趋势与春季具有类似规律，但变化率明显低于春季。秋季土壤湿度变化与春季和夏季稍有不同。10—50cm土壤湿度呈下降趋势，70cm和100cm呈上升趋势。西峰区土壤湿度年际变化振荡明显，呈多波动变化，其变化较年降水量相对迟缓。土壤湿度与降水量的相对变化除了受作物消耗及蒸发作用影响外，还与降水时段出现在测墒前与测墒后有很大关系。土壤湿度具有明显的时间变化规律。逐月、逐旬土壤湿度变化曲线基本呈V形分布，土壤湿度低谷在6，7月，可分为春末夏初失墒期与秋季增墒期。以上结论与王劲松等［16］，王润元等［17］在西峰15第3期严丽等：陇东黄土高原农田土壤湿度演变对气候变化的响应区和陇东地区开展的土壤湿度研究所得出的结论较为接近，与王锡稳等［18］在黄土高原或西北地区对土壤水分所进行的研究得出的结论基本一致。

第4篇：土壤保湿的方法范文

Abstract： The PRO-F-type soil moisture sensors detect soil moisture automatically, and the control signal collected by intelligent instrument through the data bus transfer to the PC configuration software MCGS. Ultimately, it makes the soil moisture meet crop needs to maintain a reasonable range. There is a good solution about water-saving irrigation problems of crops in arid regions.

关键词： 土壤湿度传感器(PRO-F)；干旱地区；智能仪表；组态软件(MCGS)

Key words： soil moisture sensors(PRO-F)；arid regions；intelligent instrument；configuration software(MCGS)

中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）01-0169-02

0引言

现在全球水资源紧张, 我国很多地方也出现了农田用水紧张、生活用水缺乏等情况。尤其在干旱少雨的西部省份，农作物灌溉方面的用水更是紧张。作物生长过程中，土壤湿度起着至关重要作用。土壤湿度直接影响营养物质的吸收和植物的生长发育，同时还能影响土壤中各种养分的有效性，如灌溉不及时作物生长发育受到威胁，甚至造成作物减产。

所以，怎样保持土壤的湿度维持在作物比较适宜的一个范围内，可以使农作物茁壮生长，同时，又要节约用水，尤其在干旱地区这个矛盾尤为突出。

此系统采用由北京盈科精电科技有限公司基于频域反射法（FDR）而进行研发的产品PRO-F型传感器，保证对土壤湿度有一个高稳定性、高精度的测量。在此基础上，基于组态软件（MCGS）的智能仪表控制，最终使土壤湿度维持在一个合理的范围内，既可以保证作物生长所需水分，又不浪费水资源，在利用喷灌灌溉技术使水资源得到充分利用。

1土壤湿度控制系统方案设计与硬件介绍

基于MCGS组态软件的智能仪表土壤湿度控制系统是一个闭环控制系统。控制系统方框图如图1所示。此控制系统的控制对象为指定区土壤，主控变量是土壤湿度，通过土壤湿度传感器把测量到的土壤湿度值传输给位式智能调节仪，与给定湿度的范围值进行比较，运用PID算法，产生输出量控制电动调节阀动作，以达到使土壤湿度维持在一个合适的范围内。

1.1 PRO-F型土壤湿度传感器特点及性能指标传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成便于处理和传输的物理量(一般为电量)的装置[1]，此系统采用的PRO-F型传感器便是将土壤的湿度转换成标准的电信号。

PRO-F型传感器是北京盈科精电科技有限公司基于频域反射法（FDR）而进行研发的产品。产品采用自主研发芯片，解决了国内外各厂商因功率放大芯片与晶体振荡器频率不能完全配合的缺陷，从而使产品在一致性和测量灵敏度上取得了前所未有的突破。

1.1.1 PRO-F型土壤湿度传感器特点①高稳定性，安装维护操作简便；②加强改性尼龙增加壳体的抗挤压能力，不会因长期埋植于土壤中导致壳体变形而进水；③采用多层电路板设计，有着良好的屏蔽性和抗干扰性；④选用进口硅胶护套屏蔽线，能有效抗感应雷和其他外来信号的干扰；⑤传输距离远，采用差分采集方式可实现最大400m接线测量；⑥土质影响较小，应用地区广泛,价格低廉，适合中国国情；⑦体积小型化设计，带有校针器，能有效保证传感器之间的一致性同时具有保护探针的功能。

1.1.2 PRO-F型土壤湿度传感器性能指标（如表1所示）

其中，电缆长度：标准长度2m，差分采集最大接线长度400m。

1.2 智能调节仪表控制系统采用了上海万迅仪表有限公司生产的AI系列全通用人工智能调节仪表，使用其中SA-13智能调节仪控制挂件，其为AI-808型。AI-808型仪表为PID控制型，输出为4～20mADC信号。AI系列仪表通过RS485串口通信协议与上位计算机通讯，从而实现系统的实时监控。

此土壤湿度控制系统中仪表参数设置如下：Ctrl=1，控制方式选为AI人工智能调节/PID调节；Sn=33（主），1～5VDC电压输入； DIL=60，输入下限显示值；DIH=90，输入上限值；OPI=4，输出为4～20mA的线性电流；CF=0，内部给定，反作用调节；Addr=1（主），通讯地址；P、I、D参数根据实验进行调整。

1.3 电动调节阀采用智能直行程电动调节阀，用来对控制回路的流量进行调节。型号为：QSVP-16K。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化，可靠性高等优点。电源为单相220V，控制信号为4～20mADC或1～5VDC，输出为4～20mADC的阀位信号。

2基于组态软件的土壤湿度控制系统实现

MCGS(Monitor and Control Generated System)组态软件作为上位机监控组态软件。MCGS 5.1提供了解决实际工程问题的方案和开发平台，并能够完成现场的数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、报表输出及企业监控网络等功能。

控制信号传输原理及硬件结构：本实验采用了一套传感器和一套智能调节仪，如图1控制系统的方框图所示，在实际应用中可以在多个区位设立土壤湿度观测点，则系统由多套传感器与位式调节仪组成，其控制信号传输原理及硬件结构如图2所示。

在控制回路中，测量区位1的土壤湿度传感器1把采集到的湿度信号经过A/D转换器转换成1-5VDC电压信号传输给位式调节仪1，位式调节仪1将其变为4-20mA电流信号，该数字信号经RS485总线传送给上位机，上位机采集到的数字信号在组态软件中由PID控制器进行处理得出控制信号，控制信号经RS485送给D/A转换器，最后转换得到的模拟信号驱动调节阀作相应的动作。如果对应由多套传感器与位式调节仪组成系统，所有的信号均通过RS485总线传送给上位机组态软件，组态软件根据PID算法将做出相应的计算，分别控制对应的电动阀做出相应的动作。控制系统的流程图如图3所示。

此系统采用喷灌技术，喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系统或喷灌机组，形成具有一定压力的水，由喷头喷射到空中，形成细小的水滴，均匀的喷洒到土壤表面，为植物正常生长提供必要水分的一种先进灌水方法。与传统的地面灌水方法相比，喷灌具有节水、节能、省工等优点。喷灌灌水时期应根据蔬菜的需水规律，气候条件和土壤状况来确定[2-4]。悬挂式自动喷灌系统是智能温室应用较多的喷灌形式，目前实际应用的温室自动喷灌设备，大多采用国外的喷灌机，配以国产轨道和水泵、输水管等。这些温室自动喷灌机，基本功能都是固定的，无法根据用户的需要来定制和增减；控制器随喷灌机行走，喷灌过程中难以控制[5]。土壤含水量的测定方法，从传统的烘干法，到电测法，直至应用现代的核技术手段等，共有几十种[6]。本设计由智能调节仪表采集PRO-F型传感器自动检测到的土壤的湿度，并将控制信号通过数据总线RS485总线传送给上位机组态软件，判断并控制继电器的通断控制电磁阀的开与关实现洒水。可以在种植区域内划分合适数量的区位，对应区位安装土壤湿度传感器，对整个种植区进行动态监控，使整个种植区的土壤湿度维持在一个适合作物生长的合理的范围内。

3结论

本系统经过调试运行可以实现比较准确的土壤湿度控制，另外本系统可以根据不同的地域、不同的季节、不同的作物来调整喷灌的湿度范围，系统成本低廉、操作简单、安全可靠，尤其在干旱地区可以大范围推广，实现科学种植。

参考文献：

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[4]王立祥.高效节水型设施农业：我国农业可持续发展的重要选择一《以色列农业在中国》的评价[J].干旱地区农业研究，2001(6): 36.

第5篇：土壤保湿的方法范文

关键词：土壤微生物；微生物活性；微生物生物量碳；互花米草（Spartina alterniflora）；盐地碱蓬（Suaeda salsa）

中图分类号：S543；Q939.96 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）20-4908-04

Effects of Invasive Species Spartina alternifora on Soil Microbial Community

of Wetland

CHEN Ai-hui，LIANG Hui-xing，LI Zhao-xia

（School of Chemical and Bioengineering， Yancheng Institute of Technology， Yancheng 224003， Jiangsu， China）

Abstract： The soil characteristics and microbial community of rhizosphere and non-rhizosphere soils of Spartina alterniflora and Suaeda salsa in areas adjacent to coastal beach of Jiangsu province were compared to determine the effects of plant roots on soil environment and microbial community. Results showed that organic carbon， microbial biomass carbon， microbial population and activities in S. salsa soil were higher than that in S. alterniflora soil. The total number of microorganisms and microbial activity showed seasonal fluctuation of increasing from spring through summer and then declining gradually to the lowest value in spring. The distribution of plant root was beneficial to microorganisms growth and its activity. It was concluded that difference in vegetation cover significantly affected soil environment and microbial community. It was suggested that importing S. alternifora into this area should be reconsidered.

Key words： soil microorganisms； microbial activity； microbial biomass carbon； Spartina alternifora； Suaeda salsa

入侵植物的生长影响本地植物的生存，造成栖息地生物多样性的改变，引起了学术界的广泛关注和争论。许多学者认为，物种入侵对栖息地质量是有害的[1]；然而，最近的一些研究指出湿地植被的改变对湿地演化是无害甚至是有利的[2-4]。

江苏省盐城市拥有大面积的湿地，湿地在维持当地生态系统平衡中起着至关重要的作用，其生态服务和社会价值[5，6]不容忽视。互花米草（Spartina alterniflora）具有消浪缓流和促进沉积的作用[7，8]，中国于1979年将该物种引进到盐城湿地[9]，它取代了盐地碱蓬（Suaeda salsa），在潮间带中下部形成了单种优势植被。周虹霞等[10，11]的研究指出互花米草的生长增加了湿地土壤微生物的多样性，有利于湿地生态系统的演化。然而，此研究只比较了互花米草湿地土壤和光滩土壤微生物多样性的差异，并没有和原生先锋植物盐地碱蓬的土壤进行比较，因此研究具有一定的局限性。本研究通过比较互花米草湿地与盐地碱蓬湿地土壤微生物群落的数量和活性，探讨入侵种互花米草对盐城湿地微生物生态系统的影响，为湿地保护和重建提供土壤微生物学方面的依据。

1 材料与方法

1.1 样地概况和取样设置

江苏省盐城海岸带处于暖温带向北亚热带过渡地区[12]，以季风气候为主。总辐射量达500×104 kJ/（cm2·年）， 日照总时间2 000～2 650 h/年， 日照率达50%～55%。全年平均气温受海洋的调节，9月至翌年2月偏暖，3～8月偏凉，春季回暖迟、气温低，秋季降温迟、明显偏暖，无霜期较长，气温年、日变化小。年平均降雨量850～1 000 mm，滩地无霜冻期230 d左右。所选互花米草湿地和盐地碱蓬湿地位于东台市海岸。

所选采样的互花米草湿地和盐地碱蓬湿地相距500 m。在所选样地内按向海梯度设置10 cm×10 cm小样方各6个（图1），小样方间距10 m。分别于2009年10月（秋季）、2010年1月（冬季）、4月（春季）和7月（夏季）进行样地调查及相关取样， 在如图所示每个小样方内分别取5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm深的土壤样品约200 g，装入无菌封口袋， 带回实验室于4 ℃下保存，作为土壤微生物分析用样品。试验前分别将样地中6个小样方的样品按取样深度分别混合， 过2 mm筛，备用。

1.2 土壤理化性质分析

土壤盐度的测定参照文献[13]的方法；土壤pH的测定采用酸度计法（土水质量比1.0∶2.5）；土壤有机碳的测定参照Walkley[14]的方法；土壤全氮的测定参照Bremner等[15]的方法；土壤微生物生物量碳的测定参照Vance等[16]的方法。各指标均为干土测定值。

1.3 土壤微生物数量的测定

土壤微生物数量测定采用DAPI（4′，6-二脒基-2-苯基吲哚）染色计数的方法[17]，荧光显微镜随机计数6个视眼中的微生物数量，换算成单位cells/g，为干土测定值。

1.4 土壤微生物活性的测定

微生物活性的测定采用FAD（荧光素二乙酸酯）水解法[18]，利用分光光度计读取在490 nm下的吸光度（A490 nm），以吸光度值代表微生物的活性。

2 结果与分析

2.1 表层土壤的理化性质和微生物生物量碳的季节变化

表层（5～10 cm）土壤的理化性质见表1。土壤盐度变化显著，最高盐度出现在秋季的盐地碱蓬湿地。秋季和冬季湿地盐度要高于春季和夏季，同一季节互花米草湿地和盐地碱蓬湿地之间不存在明显差异。土壤pH为8.35～8.50，不存在季节和湿地类型的差异。

盐地碱蓬湿地土壤中的有机碳含量的季节变化为2.17～5.23 g/kg；互花米草湿地土壤中的有机碳含量的季节变化为2.26～3.75 g/kg。互花米草湿地和盐地碱蓬湿地土壤有机碳含量的季节变化趋势类似，秋季到冬季有机碳含量增高，随后有机碳含量逐渐降低，至夏季达到最低值。除夏季外，其他季节互花米草湿地和盐地碱蓬湿地的有机碳含量均存在显著差异。土壤全氮含量为0.07～0.34 g/kg，其在两种湿地土壤间不存在差异。两湿地土壤微生物生物量碳含量为36.25～63.79 mg/kg，其除在冬季差异显著外，其余季节均不显著。

2.2 表层土壤的微生物群落季节变化

表层土壤微生物群落的季节变化见图2。由图2可知，盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量为（2.17～3.45）×106 cells/g，从春季开始微生物的数量逐渐增加，到夏季达到最高值，随后微生物数量减少，春季微生物数量最少；土壤微生物活性的吸光度值为0.087～0.129，其变化趋势和微生物数量的变化趋势类似。互花米草湿地的土壤微生物数量和微生物活性的吸光度值分别为（2.07～2.64）×106 cells/g和0.075～0.105，其变化趋势和盐地碱蓬湿地类似。总体来讲，盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量和微生物活性均高于互花米草湿地。

2.3 土壤深度对微生物群落的影响

两湿地的土壤微生物数量和活性随采样深度的变化见图3。由图3可知，两湿地的土壤微生物数量随着采样深度的增加而减少。盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量从表层（5～10 cm）的3.45×106 cells/g降低到20～30 cm土层的1.57×106 cells/g；互花米草湿地土壤微生物数量从表层的2.64×106 cells/g降低到20～30 cm土层的1.07×106 cells/g。在不同深度的各采样土层中，盐地碱蓬湿地的土壤微生物含量均高于互花米草湿地的土壤微生物含量。土壤微生物活性的变化趋势和微生物数量的变化趋势一致，盐地碱蓬湿地的土壤微生物活性的吸光度值从表层的0.129降低到20～30 cm土层的0.087，互花米草湿地从表层的0.105降低到20～30 cm土层的0.067。总体来讲，表层土壤具有更高的微生物数量和活性。

2.4 植被对微生物群落的影响

由图4可知，根区土壤比非根区土壤具有更高的微生物数量和活性，盐地碱蓬和互花米草根区土壤微生物数量分别为10.83×106 cells/g和7.08×106 cells/g，明显地高于相应的非根区土壤的微生物数量。盐地碱蓬湿地根区和非根区土壤微生物数量的差异要大于互花米草湿地土壤根区和非根区微生物数量间的差异。微生物活性也呈现相应的变化趋势。总体来讲，盐地碱蓬根系对土壤微生物群落的影响要大于互花米草的根系。

2.5 微生物群落大小和微生物活性之间的关系

土壤微生物活性是自然界中有机物周转的主要推动者，土壤中90%以上的能量是由微生物分解产生的[19]。通过测定FDA的降解率推测土壤微生物的活性是一种简便、精准的微生物活性测定的方法[20]。酯酶、脂肪酶和蛋白酶等多种土壤酶均可降解FDA[18]，因此FDA的降解率与土壤酶的浓度和活性呈正相关。

由图5可知，微生物活性与微生物数量呈正相关（R2=0.836 2）。非植物根区土壤中土壤酶主要是由微生物分泌产生的，FDA的降解率反映了微生物群落的大小。因此，可以通过测定FDA的降解率来估计微生物群落的丰度。

3 讨论

微生物数量和活性存在明显的季节变化，夏季是最适宜微生物生长和繁殖的季节[21]，因此最高值总是出现在夏季。最低值没有出现在预期的冬季，而是出现在了春季，可能与盐城湿地所处的区域有关。盐城湿地位于亚热带、暖温带的过渡区域，盛行东南亚季风气候，冬季温度相对较高。虽然冬季的低温降低了土壤微生物的活性和繁殖力，但是由于能够从降落的枯落物中获得充足的能量供应，得以不断增殖，同时冬季温度低、代谢弱，微生物能在较低的能量供给下生存下来[10]。

盐地碱蓬和互花米草湿地土壤的盐度呈季节性变化，秋季和冬季的盐度要高于夏季和春季。盐城地区夏季多雨、冬季干燥，超过50%的年降水量出现在多雨的夏季。秋、冬季的少雨和高的蒸发量导致了土壤盐度的增加。夏季多雨冲刷了部分盐分，但是更高的蒸发量导致了土壤盐分上升至地表，因此夏季土壤的盐度与春季相似。研究显示土壤的盐度与微生物活性相关性不显著。

土壤的曝气梯度（Aeration gradient）是决定土壤微生物活性的主要因素[22]。上层土壤具有更多的有机质和营养元素[23]，更适合好氧微生物的生长。研究中5～30 cm的土层更适合好氧微生物的生长，随着深度的增加土壤含氧量降低，好氧微生物数量和活性也随之降低。这种明显的微生物群落分布特征与其他研究结果相一致[21，24]。

与非根区土壤相比，根区土壤具有更高的微生物数量和活性。植物的生长可以改良土壤、提高土壤肥力，有助于提高土壤微生物的多样性和活性。不同的植物根系向土壤中释放的氨基酸、多糖和酶类等物质有所不同，形成了差异的土壤环境，因此植被是影响微生物群落结构的主要因素。盐地碱蓬湿地的土壤微生物数量和活性高于互花米草湿地，因此盐地碱蓬更有利于土壤微生物的生长和繁殖，因此应重新考虑互花米草的引种策略。

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第6篇：土壤保湿的方法范文

按湿沙子：种子8：2比例进行贮藏。贮藏地点应选择在通风良好、鼠类不易进入的仓库内，下面放5cm左右的湿沙，用木板抹平，放一层种子，再放一层3cm左右的湿沙，抹平再放一层种子，层次视种子数量而定，再上层放稻草或草席盖上，以利于保持水分。此法要经常检查，保持湿度。育苗育苗地选择透气性良好，肥沃的腐殖土或砂质壤土，同时易于排灌的地块。做好苗床床高18～20cm，床宽1.2m，床长则视地势而定。床土要细耙并清除杂质拣除小石头，施磷肥和有机肥作基肥，喷酒0.3%FeSO4溶液消毒床土，1m2要施焦泥灰15kg，与床土充分搅拌均匀，耢平床面，并用木板轻轻挤平土床，有利于土壤毛细管上下接触，即可播种。播种时间和方法一般播种时间在春惊蛰前后（3月上旬）进行。播种方法：干藏种子要在播前30d先混湿沙层积催芽，而湿沙藏种子先用筛子拣尽湿沙，可直接用条播，也可撒播。条播的条沟宽8cm，沟距20～25cm，深约2cm。每667m2用种子20～40kg，播后覆细土，厚度以不见种子为宜，覆土后苗床上面盖一层稻草。苗圃管理搭好遮阴棚鹅掌楸虽是喜光树种，但幼苗耐阴蔽。

播种后搭建1.0～1.5m的遮阳棚。圃地要经常浇水，保持土壤湿度在30%～40%。苗木出土后及时揭除床上覆盖的稻草。5～6月当苗木生长至30～45cm时，选择阴天，逐渐揭除遮阳席，增加苗木光合作用，促进苗木生长。松土除草苗木生长期要及时进行松土除草，保持土壤疏松无杂草。松土时要避免伤到苗木。浇水施肥苗期生长迅速要经常性灌水，保持土壤湿润，同时鹅掌楸喜光，可适当多施N肥以促进苗木快速生长。8月中旬施1次磷钾肥，促进苗木木质化。在上冻前要灌1次封冻水，以利越冬。调整苗木密度4～6月结合间苗，调整苗木密度，株木行距控制在20cm×25cm为宜，间下的苗木可以移栽到其他圃地培育。间苗完成后对苗木进行1次施N肥。6月份后停止施N肥，适当增施P、K肥，促进苗木的木质化，提高苗木的抗病力。病虫害防治鹅掌楸苗木生长迅速，抗病力强，偶而发生白粉病和卷叶虫为害，只要及时防治病虫，加强田间管理，保持苗圃环境卫生，能促进苗木壮实生长。（1）防治白粉病。一般在6月下旬至7月上、中旬出现。发病严重时整个叶面像撒上一层白粉，防治方法：在发病前（6月中旬）可选用波尔多液（1:1:100倍）进行防治，每15d1次，连续2～3次，发现发病后，可用800倍粉锈宁喷洒即可。（2）卷叶虫防治。卷叶虫幼虫一般在7～8月份发生，可选用80%敌百虫1000～1500倍液喷雾防治，幼虫卷叶后可用40%乐果乳油1000～1500倍液防治。

为节约育苗成本，提高经济效益，通常以培育庭园绿化大苗为主。选地选择土壤肥沃、土层深厚、排灌良好、交通方便，利于运输的农地。同时移栽地以砂质壤土为好。选好地，每667m2施基肥2～3t，并精耕细耙，做好1.5～2m的苗床。移栽当苗木树液没有开始萌动前，3月上旬至中旬从上年的苗圃中分流出来的苗木进行移栽。株行距为50～100cm，并挖好深35～40cm，直径30cm的穴，每穴1株，栽植时根系要舒展，防止窝根，栽后要踏实，并灌水保苗，促进生根，提高移栽成活率。田间管理栽后水肥管理移栽成活后，要经常灌水，保持土壤湿润，4～6月结合松土除草，保持土壤疏松无杂草，并施2～3次的N肥，促进苗木的高生长。7月后停止施N肥，8月增施1～2次P、K肥，促进苗木的径生长，提高苗木木质化。修剪鹅掌楸顶端优势强，生长迅速，抗病虫，萌蘖能力强，一般情况下不需修剪，但为培育庭园绿化大苗，6月中旬期间剪除根部萌蘖条、重叠枝、病虫枝等。培土越冬入冬前在鹅掌楸苗木基部培土，并灌1次封冻水，以利苗木安全越冬。

作者：周仁爱 单位：龙泉市林业局

第7篇：土壤保湿的方法范文

[关键词]牙克石；湿地；评价报告

中图分类号：S156.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0367-02

1 自然保护区概况

1.1 地理位置与面积

牙克石西郊湿地自然保护区位于呼伦贝尔市中部，大兴安岭北段的牙克石市境内，地理坐标为东经120°28′00″至122°29′00″，北纬47°39′至50°52′，湿地保护区距牙克石市林业局局址5公里左右，涉及牙克石林场7个林班，总面积813公顷。

1.2 地形地貌

湿地自然保护区位于大兴安岭西北坡，为山间河谷地形，河谷比较宽广，约为11km左右，属低山丘陵地貌，是大兴安岭主脉通过地段。地势平坦开阔，地形平缓。区内最高海拔1600.3米，最低海拔402米。

拟建牙克石湿地保护工程位于免渡河右岸一级冲积阶地上，按地貌成因类型和形态分类可划分为构造剥蚀地形（中低山）、山麓斜坡堆积地形、河流侵蚀堆积地形。现简述如下：

1.3 土壤

土壤是在一定的植被、气候、地形、母质等自然成土因素和人类生产活动长期综合作用下形成的历史自然体。保护区的土壤主要为草甸土和沼泽土。

（1）草甸土是草甸植被下发育的隐域土壤，分布于保护区河流低阶地、山间谷地，成土母质为洪、冲积物。土壤剖面由暗灰色的腐殖质层、含有较多锈纹锈斑的潴育层、受地下水浸泡处于还原状态的灰蓝色潜育层或母质层组成。草甸土质地因现代河流沉积颗粒粗细差异，变化很大，剖面常形成粉粘相间的质地层次。土壤中性反应，pH值在6.7―7.5左右，养分除速效磷含量低外，都很充足，土壤水分偏多，土温偏低。草甸土有草甸土和草甸黑钙土2个亚类。

（2）沼泽土

沼泽土是在季节性积水或长期积水条件下发育的隐域土壤，广泛分布于积水洼地。成土母质为冲积物、湖积物。沼泽土剖面基本上有两个发生层次组成，上部为草根盘结层、腐殖质层或泥炭层组成，下部为潜育层，中间有过渡层。腐殖质层颜色深暗，质地较粘重。有沼泽土和草甸沼泽2个亚类。

（3）粗骨土

属于幼年土壤，特点是极薄的土层之下即为含大量石块的母质层或地表即含大量砾石，分布于石山地顶部及阳陡坡。粗骨土由于有效土体过薄或土体中含有大量的砾石，是一种难利用的土壤类型。

保护区内土质肥沃，有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量均十分丰富，反映出了森林土壤水分偏多，氮素充足，母质富含钾素的特点。各土类间，由于森林土壤受有机质积累特征和地区气候冷湿的环境条件所决定，表土有机质含量极高，碳氮比大，反映了森林土壤水分偏多，土性冷凉，有机质分解速率低，水、肥、气、热不协调等特点。

1.4 水文

牙克石西郊湿地自然保护区附近主要河流为免渡河（又名扎敦河）和海拉尔河，属额尔古纳水系。

1.5 气候

保护区气候属寒温带大陆性气候。具有冬长夏短、春季干燥多风，冬季严寒多雪，寒暑相差较大的特征。根据牙克石气象局资料，多年平均气温-2.9℃，极端最高气温38.0℃，极端最低气温-46.7℃，多年平均降水量378.5毫米，多集中在7～8月份，占全年降水量的60%，多年平均蒸发量1250毫米。

2 自然保护区评价

2.1 自然保护区的保护价值

自然保护区的建立，是为了保护各种保存完整的自然生态系统、濒于灭绝的生物物种和各种自然历史遗迹。从人类发展的长远目标看，自然保护区的建立其意义在于人类认识自然和利用自然提供必要的途径。从科学飞速发展的今天看，保护好各种资源，包括千百年遗留下来的“已知资源”和未被人类发现和认识的各种“未知资源”，同样具有重要意义。

牙克石市西郊湿地自然保护区是以保护湿地生态系统及其栖息的生物物种为主要保护对象，集生物多样性保护、科学研究、宣传教育、生态旅游和可持续利用等多功能于一体的综合性自然保护区。

2.1.1 生态价值

（1） 蓄水、保水

湿地在控制洪水，调节水流方面功能十分显著。湿地在蓄水、调节河川径流、补给地下水和维持区域水平衡中发挥着重要作用。湿地对项目区周边具有明显的水量调节作用，减轻洪旱灾害，稳定地下水位，保持土壤水份。湿地减缓了河水的流速，同时也减轻了对河岸及地表的冲刷，降低了土壤的水土流失。

（2）调节气候。湿地可以影响小气候。湿地水份通过蒸发成为水蒸气，然后又以降水的形式降到周围地区，保持当地的湿度和降雨量，影响当地人民的生活和工农业生产。保护区大面积湿地对周边的局域气候产生调节作用。

（3） 湿地的生物多样性占有非常重要的地位。区内良好的环境为许多野生动物提供了栖息地或迁徙歇脚地。保护区建成以后，经过严格保护和管理，可以为野生动物创造了一个理想的生存繁衍环境。

2.1.2 社会价值

通过对保护区的保护，使湿地保护区内及周边地区的居民、企业、组织都清楚自己的行为对环境的影响，从而共同建设生态环境。保护区的发展将带动周边地区经济、交通、林农副产品加工业的发展，既增强保护区自身的经济实力，又为当地剩余劳力提供就业机会，拉动了地方经济的发展。

2.1.3 经济价值

（1）直接经济价值

直接经济价值主要体现在生态旅游和多种经营项目的实施。所得收入对保护来说，将能够解决资源保护问题，增加保护区的自养能力，为保护区的建设注入资金。在保护好湿地资源和环境的前提下，有计划的进行一些资源开发活动，有利于湿地保护区的长期发展和资金的积累，从而实现“以资养区”的滚动发展。

（2）间接经济价值

湿地生态系统，在涵养水源、防止水土流失、保持水土、调节气候、生物多样性的保护与利用等方面具有潜在的经济效益，对维持流域农牧业和其它经济的持续发展及维护生态安全等方面均具有积极作用。同时对净化流域内水质，减少泥沙流入，调节水的小循环，防止自然灾害，保障人民生活用水，提高生活质量都起着不可替代的作用。

2.1.4 科研价值

科研主要是以湿地生态、生物多样性的系统监测为基础研究保护区湿地资源及其动态变化情况，特别是对湿地的结构、功能、演替规律等方面进行深入的研究。研究珍稀濒危野生动物的活动规律、生物学特性与种群动态及其与环境因子的关系，探索利用人工措施加快珍稀野生动物繁殖速度，增加动物种群，并建立物种基因库，同时研究各种珍稀物种及其它有较大经济价值的物种的开发与利用方法。

2.2 保护区的类型与面积

2.2.1 保护区类型

依据《自然保护区类型与级别划分标准》（GB/T1459―93），牙克石市西郊湿地保护区属“自然生态系统类”的“湿地生态系统类型”自然保护区。保护区的主要类型为水域及沼泽。

2.2.2 保护区面积

牙克石市西郊湿地自然保护区划定面积813公顷，完全能够达到保护目的的需要，划定合适的保护区面积可使区域内的动植物得到有效保护，同时也可以达到保护区区域的完整性和连续性。

2.3 自然生态质量评价

2.3.1 典型性

该保护区是欧亚针叶林植物区和欧亚草原植物区的交错地带，这对研究各大植物区系之间及动物之间相互影响、相互交流和通过该生物多样性变化来研究生物对全球气候变化的反应，都具有十分重要的意义。

2.3.2 稀有性

大兴安岭地区是我国的主要林区之一，分布着大面积的天然林，木材蓄积量较高，材质优良。建国后，经过大规模采伐利用，天然林面积日趋减少。因此具有珍稀性。

另一方面，保护区还栖息着许多珍稀濒危野生动物，这些动物具有较高的保护价值，在保护区内比较集中，这一方面也体现了保护区具有较高的物种稀有性。

2.3.3 多样性

湿地自然保护区植被类型多样，植被种类组成变化土壤类型也随之变化，加之植物地带性的相互渗透，其物种多样性表现比较丰富。

2.3.4 自然性

牙克石市西郊湿地自然保护区内是很少受人为干扰的自然湿地生态系统。对保护我国寒温带区域以湿地为代表的湿地生态系统及物种资源具有十分重要的意义。

2.3.5 脆弱性

牙克石市西郊湿地自然保护区虽然具有丰富的物种资源和显著的生态功能，但是湿地保护区地处森林草原的交错地带，为生态脆弱带，各物种之间及物种与环境之间的依存关系十分密切和敏感，群落也极具不稳定，所以其一旦遭受破坏，将有可能引起整个生态系统的崩溃。

2.4 自然保护区综合评价

2.4.1 保护区是保护湿地生态系统和生物多样性的基地

保护区具有湿地生态系统的特征和比较完整、丰富的物种资源。该湿地自然保护区植物资源仅维管束植物有22科46属58种，是野生动物的栖息场所。本区脊椎动物有33种，其中兽类是以典型的草原型为主，分布该区域兽类有3目4科6种，有国家II级保护兽类有1种，鸟类以草原型和森林型鸟类为主，分布该区域鸟类有10目15科27种，有国家I级保护鸟类有1种，国家II级保护鸟类有5种，两栖爬行类1目1科1属1种。保护好这些珍贵的动植物物种资源，都将为人类的生存环境提供美好的前景。

2.4.2 保护区具有涵养水源的重要作用

保护区属湿地生态系统类型，对于调节控制洪水，调节水流方面功能起着重要的作用。保护区对周边具有明显的水量调节作用，减轻洪旱灾害，稳定地下水位，保持土壤水份。湿地减缓了河水的流速，同时也减轻了对河岸及地表的冲刷，降低了土壤的水土流失、保障农牧业和人民生活用水，改善环境，提高生活质量都起着不可替代的作用。

2.4.3 保护区是开展科学研究的天然实验室

牙克石市西郊湿地自然保护区保存有完整的生态系统，丰富的物种，生物群落赖以生存的环境，为开展各个科学研究提供了得天独厚的基地和天然实验室，其研究领域不仅包括生态学、生物学方面，还包括经济学及社会学方面。尤其是研究古气候变化、植物迁徙和区系演变的研究和生态监测等方面起着重要作用。

2.4.4 保护区是进行宣传教育的自然博物馆

牙克石市西郊湿地自然保护区是宣传国家自然保护方针、政策的自然讲坛。其宣传对象是当地广大的干部、群众和进入保护区参观的国内外公众：宣传内容主要包括国家有关自然保护区的法律、条例、政策和有效保护事例，示范宣传资源保护与持续利用的意义。保护区也是文化教育的天然课堂和实验场所，可接纳大专院校和中、小学生实习和参观，尤其是生物学、生态学等专业的学生。青少年通过亲身体验和目睹，增加生物、生态、地理、资源保护和利用等方面的知识。

第8篇：土壤保湿的方法范文

关键词：幼龄茶园；防寒措施；小气候

中图分类号：S571.1：S426 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）03-0028-05

AbstractWith open field as the contrast， three treatments including straw mulching plus windbreak，low plastic tunnel， and straw mulching were designed to study their effects on the eco-environment indicators such as soil temperature and moisture， air temperature and humidity， and illumination intensity in infancy tea garden during winter. The results showed that all the three treatments could reduce the variation of soil temperature and the loss of soil surface water， and maintain higher air temperature and humidity in tea garden during winter. Low plastic tunnel had the best effect. Compared to the contrast， the soil temperature improved by 6.28%， the highest soil temperature improved by 9.4℃， the air temperature and humidity increased by 3.8℃ and 26.35% respectively， but the illumination intensity decreased by 14.63%. There were no significant differences between straw mulching plus windbreak and straw mulching.

Key wordsInfancy tea garden；Cold-proof measure；Microclimate

茶树[Camellia sinensis（L.）O.Kuntze]原产区位于云贵高原地区，是一种喜温暖气候条件的叶用植物。江北茶区一般属大陆性气候，冬季多大风降温，对茶树的安全越冬构成很大威胁，易造成茶树冻伤、死亡，纬度较高的地区冻害尤其严重。研究表明，覆盖可以提高茶树生长期的土壤水分含量，改变土壤地表层的性质，缓冲土壤温度变化[1～3]。杨书运等[4，5]研究认为，覆盖可提高茶园地表最低温度， 减小地表最低温度日变幅， 但不同覆盖材料作用有较大差异。黄寿波等研究表明，风障可以降低风速，增加空气湿度和土壤湿度，调节空气温度和土壤温度，减小水面蒸发，减少土壤风蚀量[6～10]。江昌俊等[12]研究显示，风障的有效减风作用区域大约相当于风障高度的7.5倍，并且在风障有效保护区域，大风结束后叶片含水率可以较迅速的恢复。

本试验通过研究越冬期不同物理防护措施对幼龄茶园土壤温度、土壤水分、空气湿度和光照强度等的影响，筛选出适合北方幼龄茶树安全越冬的经济、高效的保护措施，为生产提供参考。

1材料与方法

1.1供试茶园与处理设置

试验于2010年11月在青岛瑞草园茶业科技有限公司进行。小区面积为1.3 m×40 m，行距33 cm，株距30 cm，处理间设0.5 m间隔带。土壤为棕壤土，有机质含量8.12 g/kg，速效氮62.92 mg/kg，速效磷96.45 mg/kg，速效钾121.15 mg/kg。茶树品种为1年生鸠坑种。试验设行间铺草+防风障（T1）、搭建小拱棚（T2）、行间铺草（T3）以及裸地对照（CK）4种处理，随机区组排列，重复3次。在入冬前搭建防护措施，其他管理一致。试验调查时间为2010年11月～2011年3月。

1.2测定指标及方法

土壤温度：用ECA-TRO1曲管地温计测定5、10、15 cm的土壤温度，分8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶00共6个时段观测记录。

土壤相对含水量：用ECA-SW1土壤水分快速测定仪于中午12∶00记录土壤相对含水量。

光照强度、空气温度及湿度：用ECA-SCO1光温湿记录仪测定，测定高度为各处理茶树蓬面处，分8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶006个时段观测记录。

地表最高温度：用WQG-13最高温度计测定。在小区中部设置测点，各处理地表面均安放一支最高温度表，于下午18∶00读取最高温度。

1.3数据处理

试验所得数据采用DPS数据处理系统进行方差分析，Duncan’s法进行处理间数据比较，采用Excel进行图表制作等统计分析。

2结果与分析

2.1不同处理茶园土壤温度的变化

2.1.1土壤温度的日变化以2011年1月4日测定的土壤温度为例。图1表明，与对照相比，各处理5、10、15 cm土壤温度变化趋势基本一致。不同处理对土壤温度的影响主要是在表层土壤，随土壤深度增加，土温变化曲线趋于平缓，土壤最高温度出现时间有推迟的趋势。各处理保温效果比较得出：T2处理土壤保温效果最好，测定时间段内最低温与最高温均高于其他处理（P

2.1.2土壤温度的阶段性变化由图2可以看出，冻害来临时（2011.1.4），各处理均具有良好的保温作用。T2处理表现最为显著，平均高于对照 0.63℃，T1、T3处理次之，3种处理均能明显降低冻土层深度，10 cm土壤温度都在0℃以上。但在气温回升之后（2011.3.17），T1、T3处理对土壤温度的升高有一定的负面影响。土壤温度变化幅度方面，T2处理变化幅度最大为10.37℃，T3处理变化最小为6.07℃。这是由于覆盖材料性质差异造成的。由于塑料膜对长、短波辐射均具有一定的通透性，其热量的补充与散失比稻草强烈，导致其温度变化幅度大、地面能量水平低，最终影响其保温效果。

3结论与讨论

越冬防护措施对太阳辐射的吸收转化和土壤热量传导、土壤表面水分的蒸发损失都有较大的影响[11，12]。因为防护材料在地表可以形成一层土壤与大气热交换的障碍层，既可以阻止太阳的直接辐射，也可以减少土壤热量向大气中散失，同时还可以有效地反射长波辐射[15，16]。另外，越冬期间有效的防护措施还可以降低风速，提高空气温湿度，降低冻害[13，17～20]。

本试验结果表明，3种处理都可以缓冲茶园土壤温度的变化、减少土壤表面水分的散失，降低冬季低温干旱对茶树生长发育带来的伤害。而且防护材料不同，保温保水效果也不同。测定时间段内各处理土壤温度变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草+防风障>行间铺草>裸地对照，土壤相对含水量变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草>行间铺草+防风障>裸地对照。可以看出搭建小拱棚处理土壤保温保水效果最好，但行间铺草+防风障和行间铺草处理土壤温度变化较平缓，其中行间铺草+防风障处理日较差值最小，有利于茶树根系的生长发育[21]。

3种处理虽然降低了地表接收光强，却能使冬季茶园维持较高的空气温度和较高的空气湿度，增强幼龄茶树安全越冬的能力。搭建小拱棚处理防护效果最为显著，其光照强度虽较对照降低14.63%，但茶园空气温度和空气湿度却分别提高3.8℃和26.35%。这主要是因为不同的防护措施对太阳长、短波辐射的通透性以及对茶园系统的郁闭度不同，影响了小系统内能量和水分的交换速率，所以导致空气温度和空气湿度不同。

3种处理均具有保温保水效应，其中搭建小拱棚对幼龄茶树的保护效果最好，行间铺草+防风障和行间铺草的效果差异不显著。

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[20]浙江农业大学. 茶树栽培学[M]. 北京：农业出版社，1996.

第9篇：土壤保湿的方法范文

【关键词】Arduino；串口数据；传感器；C51程序；数字电路

1、概述

随着社会消费水平和生活质量的提高，人们对居家园艺的需求也越来也大，但快节奏的生活使得种花容易养花难的问题显现出来，而养花最重要的问题就是浇水问题，研究表明花草80%以上的死亡由于浇水不及时引起，因此使用智能控制器带来很多便利。本次设计的苗圃智能浇水系统包括土壤温湿度的检测与控制和蓄水箱智能上水及水位报警两大部分。智能浇灌控制器是一款基于Arduino的控制器，获取土层湿度数据，通过温湿度传感器对室内温度、湿度进行测量，根据一定算法控制水泵或电池阀进行浇水，从而达到智能浇水的目的。扩展功能还增加了串口数据监听功能；实现对当前控制器串口返回的土壤湿度和室内温度、湿度等参数的读取。其读取时间不定，该软件会智能监测串口数据的接收并智能读取，不会在没有数据的时候随意读取，避免了一定的数据读取冲突造成错误。土壤温湿度的检测与控制部分又包括了土壤温湿度的检测和显示、智能浇水两部分。LCD显示屏显示的数据由单片机89C51的输出提供，AT89C51作为中央处理器处理各种输入参数，包括：地表以下温度和湿度，而温度和湿度的参数由SHT-11传感器提供。智能浇水系统有两种工作模式：自动模式和手动模式。自动模式状态时单片机自动处理各种情况，根据程序设定进行工作，手动部分是由单片机从时钟芯片DS1302读入月份与每天的实时时刻，通过软件程序设定定时浇水的时间与浇水的量。蓄水箱智能上水及水位报警采用纯硬件电路控制，实现水箱水位实时监测、智能上水以及水位上下限报警的功能。

2、系统设计

2.1系统功能特色简介

（1）选择性浇水。在每次浇水前，系统会对苗圃土壤湿度进行检测，如果超过一定值，就不进行浇水操作，防止过度浇水、浪费水资料。如果低于设定值但此时光照强度过高不适于浇水，则系统也不会浇水。

（2）时间显示。系统统内部装有一块DS1302时钟芯片，可以准确的显示时间，用户可以根据时间记录花期。

（3）浇水设置。本系统增加了外设键盘，用户可根据花的品种不同而设定不同的浇水限制。

（4）数据保存。系统内部放置了一块EEPROM，可对用户的设置进行保存，具有掉电保护功能。

2.2功能指标

（1）空气温度、空气湿度和土壤湿度的测量精度分别为：1℃，1%RH，1%RH；

（2）LCD显示温湿度、土壤湿度、光照强度以及时间和浇水限值；

（3）电磁阀开断灵敏度0.1s；

（4）存储芯片擦写次数可达10万次以上。

在本次设计中采用纯硬件控制电路，利用555定时器的定时与驱动功能制作一个性能可靠、成本低的蓄水箱智能供水系统。该系统主要分为模拟检测和逻辑判断两大块。模拟检测实际上测量的是B、C、D、E四个探头相对于A点（即地）电位的到底，在水箱里的四个探头B、C、D、E各点和A点之间实际上就相当于一个可变的电阻[3]。当电阻值发生变化时，各点的位值不同，再通过逻辑判断及可以得到不同的输出，以达到操作控制不同的动作[4]。

3、系统实现

3.1温湿度采集模块

温湿度采集部分使用DHT11数字温湿度传感器，DHT-11可通过I2C总线直接输出数字量湿度值，从其相对湿度输出特性曲线中可以看出，DHT11的输出特性呈一定的非线性，为了补偿湿度传感器的非线性以获取准确数据，可按式（3-1）修正湿度值：

式中，SORH表示传感器相对湿度测量值，系数取值分别如下：

12位时：c1=-4，c2=0.0405，c3=-2.8×10-6；

8位时：c1=-4，c2=0.648，c3=-7.2×10-4。

温度值输出

DHT-11温度传感器的线性非常好，实际温度值T可用公式（3-2）将温度数字输出转换而来：

式中，SOT表示传感器温度测量值。当电源电压为5V，温度传感器的分辨率为14位时，d1=-40，d2=0.01；当温度传感器的分辨率为12位时，d1=-40，d2=0.04。

3.2土壤湿度采集模块

土壤数据采集模块采用Arduino Moisture Sensor土壤湿度传感器，这个水分传感器可用于检测土壤的水分，当土壤缺水时，传感器输出值将减小，反之将增大，使用AD转换器读取它的值。然后传送给单片机，单片机根据数值大小来判断是否该浇水。AD采用了TLC2543，它是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。[3]由于是串行输入结构，能够节省Arduino系列单片机I/O资源；并且性能优越，价格低廉，在仪器仪表中应用较为广泛。2.5光照强度采集模块

光照采集采用了光敏电阻，根据光敏电阻阻值说光照强度的不同而大小不一样这一特性采用电阻分压的方式采集光敏电阻两端电压值而经AD转换读取数据，根据AD值求出光照强度。

3.3时间显示模块

实时时钟模块采用DL1302芯片实现，该芯片是美国比较通用的产品。工作电压宽达2.5～5.5V[4]。2.10 浇水模块

浇水部分采用了一个G1/42分口径电磁阀，单片机通过分析采集来的信息控制继电器的开断进而控制电磁阀的通断。

3.4电源模块

本系统创新性的加入了电源模块，不用再为不好供电而发愁。由于要12864液晶和功率较大的电磁阀本系统的稳压芯片才用了功率较大抗干扰强的的LM2596和LM7812。

4、软件实现

4.1系统软件设计

土壤温湿度检测与控制系统有智能和手动两种浇水方法。通过一个按键确定工作状态，该开关键按下则为手动模式，否则为自动模式。手动浇水时，由单片机向时钟芯片DS1302读取实时时间，若与设定的定时浇水的时间相符，则单片机执行定时器/计数器0中断程序，完成定量浇水。智能浇水时，传感器起感应作用，当传感器把感应到的土壤温湿度信号传给单片机，由控制程序判断是否需要进行浇水，若需要浇水，单片机输出高电平打开电磁阀，给苗圃浇一定量的水。由此实现了智能浇水，浇水的上下限由程序编程时设定。系统软件设计图如下：

5、总结