土壤温湿度范文精选

土壤湿度是地表水文平衡过程的一个综合指标。在影响土壤湿度的环境因子中，降水和蒸发是两个最主要的因素，因此，土壤湿度是对气候变化反应敏感的环境因子。土壤湿度变化和气候变化实际上相互作用且密不可分。从短期气候变化的角度看，土壤湿度可以通过改变地表反照率及土壤热容量和向大气输送感热影响气候［1－2］。但在年际到年代际的时间尺度上，土壤湿度更多地受到气候变化的影响。近100a来全球气候变暖已引起人们广泛关注，全球变暖导致地表蒸发增加，引发全球干旱化的发展和加剧；另外城市化进程，人为地过牧、过垦等造成地表覆盖的减小，导致蒸发增加，土壤含水量减小。中国北方干旱化趋势就是我国在全球气候变化背景下出现的一个突出的环境问题［3］。前人研究表明，中国西北地区是气候变暖的主要地区之一［4］。陇东黄土高原地处我国北方半湿润气候向半干旱气候过渡的地带，土壤季节性缺水明显，受周边地区风沙影响严重［5］。气候变化使得影响土壤湿度的主要气象因素明显恶化［6－7］，对已经比较脆弱的生态和农业生产构成严重威胁。目前，关于该地区或周边区域土壤湿度的研究较多，但由于资料长度限制，多着重于土壤湿度的一般分布规律和空间特征的分析，而对土壤湿度演变特征及其与气候变化的关系研究较少。该地区作为一个典型的雨养农业区，土壤湿度不仅直接影响农业生产，也是决定自然生态环境质量的一个重要因素。了解全球气候变暖背景下土壤湿度的变化特征及主要影响因素，对合理利用气候资源，调整农业生态布局，采取有效手段抑制土壤水分恶化，改善水土状况，积极应对气候变化具有重要意义。

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。

[摘 要] 对于土壤温湿度数据采集系统的设计一般情况都使用MCS-51系列单片机作为系统的控制核心，结合数字温湿度传感器实现对相应数据进行采集工作，整个系统的设计成本相对比较低，本文设计的土壤温湿度数据采集系统采用AT89C51作为核心控制芯片，选取AD590与湿敏电容实现温湿度数据的采集测量，大大简化了系统的硬件尺寸大小，内部总线结构为CAN总线形式从而有利于强化系统的数据通信能力，具有精度高与线性特性好等特点。

[关键词] 土壤 温湿度 数据采集系统

[中图分类号] S159.2 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2013）04-0059-01

一、引言

高端科学技术水平的不断提升发展，促使实际生产环境应该进行相应的改进与完善。根据农作物对水的需求度与水源供应情况，对于提供给农作物的各种基础生长条件进行恰当的控制与调节从而可以保证水资源的合理使用，然而土壤的温湿度对于农作物的正常生长有着重要的决定作用，这是作为管理农作物生长的重要考虑因素。因此对于农作物的正常生长规律需要进行及时的控制与调节，各种农作物会处于不同时段的发育期而相应的需水量与合适的生长温度各有所不同，这些问题在本质上应该是取决于土壤的含水量。土壤中含水量的相应测量方法，由传统旧式的烘干法到之后的电测法到现在的核技术方法等发展过程。本文研究的是一种适用于提供灌溉试验站点和生产单位选用的快速温湿度数据采集系统[1]，选取AD590与湿敏电容实现对温湿度数据的测量，相应的采集信号经过A/D处理后进行数据显示，将单片机作为控制核心与选用滞回比较器进行数据处理可以很大程度地简化系统的电路机构，降低了功耗与成本，具有较高的实用价值。

二、数据采集系统的设计原理

本文设计的土壤温湿度数据采集系统选取AT89C51型号的单片机作为主控核心，这型号配置了四节闪烁可编程可擦除式的只读存储器需要的低电压条件，是一款具有高性能的8位MOS微处理芯片，其相应的可擦除只读存储器能够允许重复擦出100次[2]，使用ATME密度的非易失存储器技术进行产生制造，符合工业领域的标准且能够与MCS-51的指令集与输出管脚实现兼容。本文系统设计的相应扩展电路选取的是Intel公司生产制造的可编程式输入输出接口芯片8255，其配置了三个并行式I/O口，分别是PA口、PB口和PC口，然而PC口可分为高四位口与低四位口，其均是需要经过相应的软件编程来实现工作方式的改变。

三、土壤温湿度数据采集系统的模块化设计

1系统整体设计

终端节点在该系统内为各种不同的传感器节点，节点上安装温度、湿度传感器，主要用于土壤温湿度数据的采集工作，随后将数据发送至路由节点。路由节点具有转发数据功能。实际中，可根据监测土壤面积的大小来调整传感器节点的数量;当所需监测的区域较大时，可增设多个终端节点即传感器节点来保证数据的完整性;而当监测区域较小时，可使用较少的节点以节省资源。所有的数据最后汇聚到上位机，上位机是系统的数据处理和管理中心。上位机管理平台软件采用LabVIEW2012编写，可以实现对数据的处理、存储、显示及报警功能。

2硬件系统设计

2．1核心处理模块

传感器节点可以实现数据处理和通信功能。以TI公司的ZigBee片上射频芯片CC2530F25为处理核心，芯片上集成了8051内核、数模转化及USART等，兼容ZigBee的协议栈。片上所有资源均可使用，节点上配有电池盒，具有很高的性价比，是一种高集成的解决方案。CC2530拥有庞大的快闪记忆体，多达256个字节，支持ZigBeePF4CE，是首个满足兼容的协议栈;其更大的内存将芯片无线下载变为现实，且支持系统编程。

2．2传感器模块

采用抗腐蚀的专业土壤湿度传感器TDR采集土壤湿度信息。该传感器采集到的土壤湿度信息十分精确。其抗腐蚀氧化、测量速度快且十分稳定，误差极小;应用地域广泛，经久耐用;安装、维护操作简便。土壤中所含水分对土壤介电常数的大小有很大影响。本传感器可以测量出土壤的介电常数，然后得出土壤的湿值。其湿度量程为0～100%RH，测量精度为±2%RH，工作电压为DC12V/24V，工作电流为30～50mA，输出信号为0V～2．5V或4～20mA。土壤温度传感器采用ST10，它基于半导体PN结，测量量程为－20～50℃，测量精度为±0．5℃。

2．3硬件设计

摘 要：在温室黄瓜生产上采用渗灌、滴溅灌和地表滴灌3种节水灌溉方式，对比测定分析了温室内不同节水灌溉方式下土壤湿度的垂直和水平日变化，以及深度10cm、株距10cm土层灌水前后土壤湿度变化，结果表明：随着土层深度的增加，不同节水灌溉方式下土壤湿度变化程度不同，表层渗灌最大，中层滴溅灌最大，深层上午和下午变化呈相反趋势，上午为地表滴灌>渗灌>滴溅，下午为滴溅>渗灌>地表滴灌；灌水前后不同方式在特征区域对湿度变化的影响是渗灌最大，地表滴灌次之，滴溅灌最小。

关键词：节水灌溉方式；温室；土壤湿度

中图分类号：S625.58 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151132043

引言

随着科学技术的进步和人们对蔬菜需求量的加大，设施农业得到了快速发展，温室蔬菜的种植管理备受关注，其中温室作物水分的供应是重点，灌溉是解决这一问题的重要措施，然而调查显示：温室灌溉采用的方式主要有沟灌、漫灌、喷灌等，这些灌溉方式共同存在的问题是水资源利用率低，浪费水现象严重，针对我国是人均水资源量不到2100m3的贫水国家而言，采用节水灌溉具有相当大的现实意义。国内外有关温室蔬菜的灌溉方式研究较多，但主要集中在水分利用效率、灌水始点的研究上，而且多局限于不同水分处理对蔬菜产量影响的研究上，对不同灌溉方式下土壤湿度变化方面的研究报道较少。本文在温室条件下对黄瓜开花初期采用不同方式灌溉，通过对土壤湿度变化的研究，分析不同灌溉方式下水分渗透情况和土壤保湿情况，为不同节水灌溉方式在温室内的推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验地点位于N44°、E125°的吉林省农业机械研究院内，试验温室东西走向，坐北朝南，长50m，宽10m，供试土壤为壤土，耕种层土壤容重平均为1.32g/cm3，经测定，其基本理化性质如下：全氮为1.12g/kg，速效磷为48.95 g/kg，速效钾为120.35 g/kg，有机质为10.32 g/kg，pH值为7.568。灌溉水源为自来水，采用重力产压供水系统。

《耕作与栽培杂志》2016年第5期

摘要:

采用田间试验，研究了玉米不同覆膜方式(平作不盖膜、平作膜侧、平作全膜、垄作膜侧、垄作全膜、垄作全膜沟栽)对土壤水分、温度的影响。结果表明:从移苗到第1次测定，土壤水分含量为:垄作膜侧＞垄作全膜沟栽＞平作全膜＞垄作全膜＞平作膜侧＞平作不盖膜，到第2次测定时土壤水分含量变化为:垄作全膜＞垄作膜侧＞垄作全膜沟栽＞平作膜侧＞平作不盖膜＞平作膜侧，从第3次测定土壤水分含量开始，结果差异都不大，到最后一次测定时，土壤水分含量基本一致;在温度方面，在8:00时温度最高的为平作全膜，在14:00和18:00时平作膜侧温度最高，平作不盖膜在8:00、14:00和18:00时温度均最低。

关键词:

玉米;覆膜方式;土壤水分;土壤温度

玉米覆膜种植是干旱区玉米栽培的主要种植方式，玉米覆膜种植方式在我国推广已有20多年的历史，为粮食生产带来了显著的效益［1］，地膜覆盖主要是改善植物生长的环境条件，改善土壤耕作层的条件［2］，尤其是土壤温度和水分等小气候条件，从而为玉米生长提供一个良好的环境［3、4］。地膜覆盖在春季可使5－10cm土层地温提高2～4℃［5］，对植物根系的生长发育尤为重要，玉米根系生长的最适宜温度为20～28℃，过高过低根系生长均受到影响，当地温降到4．5℃时，根系生长停止，超过35℃则生长速度变缓［6］。不同覆膜方式对玉米田间土壤水分含量、温度变化、玉米物候期、主要经济性状和产量的影响不同［7］，也会影响到叶绿素的含量，因此影响玉米的产量，覆膜玉米叶绿素含量较高，光合速率也较高，使养分有效性和水分利用效率提高［8］。试验研究了不同方式覆膜处理下玉米膜内及膜外栽培土壤表层水分、温度的变化，为不同地方玉米生产中出现的栽培模式的选择提供数据和理论的支持。

1材料与方法

1．1供试材料

【摘要】通过现代信息处理技术和现代传感器技术，结合实际农田环境因素，创造出的一种智能检测系统称作农田土壤温湿度智能检测。本文研究分析了关于常规农田环境温湿度检测的方法，根据电测法来设计无线传感网络的温湿度农田环境智能检测系统模式，以达到有效提高精细农业的灌溉策略和时空差异性的目的。

【关键词】无线传感器；网络；农田土壤；温湿度检测

1.前言

要改善我国传统农业的耕作方法就要对现代化农业技术进行改革，通过采用先进的现代科学技术方式对农田种植进行全面推广，保证农产品的品质与产量稳步提升。采用优秀先进的现代化科技研究成果，有效地提升农业种植的精确性，这样的方法被称为科学种田[1]。科学种田的主要特点包括精准管理、精准收获、精准施肥、精准灌溉、精准播种等，所以要推动我国农业科技进行改革工作就要做好技术产品的研究开发和精确农业技术机制的工作。要着力于这方面的开发，既要具备宽阔的市场前景，又要拥有长久的经济价值，特别是要推广和研究农田土壤温湿度智能检测的方法，这对合理开发利用未来的水资源具有重要的意义。

2.一般农田土壤温湿度检测方法

因为相对于其他环境结构来说，农田土壤环境具有复杂性，它的化学成分和物理性质存在不均一的特性，同时耕种植被对其也有一定影响，从而导致土壤中温湿度、水分含量的水平分布和垂直梯度产生差异性，所以要采用多点分布和分层测定的方式来测定土壤环境的温湿度，还要做好周期性测定工作来掌握土壤温湿度与时间变化的存在规律。以下三种检测土壤温湿度的方法是一般人们常用的方法。

（1）直接测定法：

①分离土壤固体部分和水分的方法称作土壤湿度检测，这种方法还包括酒精法和重烘干法，它具有简单、直接的优点，缺点是由于人工取土进行实验研究而造成劳动强度大、测定过程复杂等。

沙地果园瘠薄、水肥条件差，水分蒸发量较大，地表土壤温度变化幅度较大，是果树增加产量、提高品质的主要限制因素。有效降低沙地果园土壤水分蒸发、稳定地温，对于发展节水型沙地果园具有重要意义。针对这一问题，笔者在唐山市南部滦南县沙地果园采取树盘覆盖保水保墒技术措施，进行了不同树盘覆盖的试验研究，以期找出适宜沙地果园的树盘覆盖技术措施。

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

摘 要：马铃薯是我国种植比较广泛的作物，具有很高的产量。马铃薯的种植方式与马铃薯生长的土壤温湿度和产量密切相关。本文主要从不同种植方法对马铃薯田间土壤温湿度和产量的具体表现入手，通过实验分析，对各种影响进行阐述。

关键词：马铃薯；栽培方式；土壤温湿度；产量

中图分类号：S532 文献标识码：A

马铃薯是种植在土壤中的农作物，其产量和生长受到土壤温湿度的影响，从之前的马铃薯种植经验来看，使用不同的方式种植马铃薯，也能够使得土壤的温湿度得到调节，从而对马铃薯的产量产生影响。有些种植者使用小垄栽培来种植马铃薯，这种种植方法常常会使得土壤变得比较板结，使田间的水分不易保存，无法形成合理的垄沟环境和垄体，为中耕培土创造条件，最终影响马铃薯的质量和产量。本文通过几种不同的方式对马铃薯进行种植，并探究了各种方法对于田间土壤温湿度以及产量的影响。

1 实验探究

1.1 实验的相关资料

本次实验所使用的马铃薯类型是黔芋一号，实验的时间是在2012年3月～2013年3月，实验地点选取在一个村庄里，所使用实验区域的面积为30m3，实验区域的土壤主要是黄壤，肥力水平为中上等；试验区域的年平均温度是12℃，夏季的平均温度是23℃，年平均光照时间是1700h，年降水量约为1000mm左右。

1.2 实验设计

摘要：为了分析气象要素对农业产业结构调整和生态农业建设的重要意义，为人工增雨作业提供了科学依据。我们根据南阳土壤湿度变化与气象要素的关系，利用统计学方法对近30年的气象观测资料和土壤湿度测定资料进行分析，得出了南阳市土壤湿度变化规律与温度、降水的关系。即：气温主要影响浅层土壤湿度的变化，而降水量影响深层土壤湿度变化。

关键词：土壤湿度 气象因子

农田土壤湿度随着气象要素的变化而变化。因此分析气象因子对农田土壤湿度变化的关系可知，作物生长发育受农田土壤墒情变化十分明显[1.2]。本文以南阳市为例，利用近30a土壤湿度观测资料和气象观测资料，分析南阳地区主要气象要素对土壤湿度的变化影响，得出气候变化对土壤湿度变化影响的规律。近30a南阳市因为平均气温上升，降水量减少致使各层土壤湿度为下降趋势，特别是春季农作物开始生长后，降水量较少、气温升高等因素影响，加之作物需水量大，土壤相对湿度变化呈下降趋势；夏季（6～8月）受各种气候因子的影响，土壤湿度为多波动；冬季由于降水稀少，温度较低，土壤湿度变化不大。

1、资料来源和分析方法

1.1 资料来源

本文所用的气象资料和土壤湿度资料均为1981～2010年南阳市气象局观测站测定的逐旬资料，土壤湿度资料为0～100cm深土层，每10cm一个测定数值，用土壤相对湿度表示（%）。

1.2 分析方法

序列时间变化趋势采用倾向率法，用一元线性回归方程拟合求得各要素的倾向率；用相关分析和回归分析法求得土壤湿度和气候因子的关系[3]。季节划分为：3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季，12月-次年2月为冬季。

摘要：本文首先建立单U型埋管一维热湿传递方程，然后用有限差分方法对方程进行离散，继而迭代计算出热湿方程的温度场值，然后对冬季热湿耦合作用下地埋管换热器周围土壤温度场随时间变化情况做了研究，重点针对土壤湿度对地埋管换热器换热量影响情况作了分析，并对冬季地埋管换热器周围土壤的温度场的影响因素做了分析。

关键词：地源热泵；温度场；影响因素

中图分类号：TU831 文献标识码：A

在地源热泵实验系统运行时，影响地埋管换热器温度场变化的因素很多，例如冬夏季气候变化、水分移动、土壤中水分冻结和融化等。白天采用控制容积法分析未冻结水分对地下冻结土壤传热影响[1]；毛佳妮采用温度场的三维稳态模型分析埋管区域土壤温度场的情况[2]；王俊杰对地下土壤温度场的变化情况及特性做了分析[3]。本文通过建立简易的单U型埋管热湿传递方程，继而迭代计算出热湿方程的温度场值，进而对冬季热湿耦合作用下地埋管换热器周围土壤温度场随时间变化情况做了分析。

1 热传递方程

1.1 物理模型

冬季土壤里的热量转化过程、温度分布和表层土壤水分冻结和融化过程等因素都影响着土壤水分移动多少和速度，同时土壤水分移动、冻结和融化又反过来影响土壤中热量传递过程和温度分布，现对热湿迁移方程做简化和假设：土壤固体骨架结构在传热传质过程中不发生变化，且土壤是均质和各相同性的多孔介质。土壤中的水分不考虑含有矿物质和杂质，也不与土壤发生物理和化学反应；土壤中的空气是理想气体。不考虑土壤的毛细滞后作用和粘性耗散作用的影响。不考虑土壤与周围环境空气的热湿交换作用。只考虑径向方向的一维热湿传递过程。

1.2 热传递方程