[发明专利]农田水肥高效利用多维临界调控方法

权利要求书

1.一种农田水肥高效利用多维临界调控方法，其特征在于：

步骤1，构建农田的区域空间属性数据库，所述的区域空间属性数据库包括土壤类型数据、排水系统设计数据、土地利用数据和气象数据；

步骤2，通过农田的水肥耦合灌溉试验与控制排水试验，获得作物生育期内的气象数据、地下水位、田间水位、田间渗漏量、灌水量、排水量、水质氮含量、土壤氮含量、作物生理生态及作物最终产量，即试验数据，其中，气象数据从区域空间属性数据库中获取；对试验数据进行统计分析获取农田水肥迁移转化规律及作物生长发育与产量形成规律；

步骤3，构建作物生长发育和农田水肥迁移转化耦合模型，本步骤进一步包括子步骤：

3.1 根据作物生长发育与产量形成规律构建作物生长发育模拟模块；

3.2 根据农田水肥迁移转化规律构建农田水肥迁移转化模拟模块；

3.3 采用区域空间属性数据库和试验数据对作物生长发育模拟模块和农田水肥迁移转化模块的参数进行统一、规范、率定和验证，获得作物生长发育和农田水肥迁移转化耦合模型；

步骤4，采用作物生长发育和农田水肥迁移转化耦合模型对不同水肥耦合与控制排水条件进行模拟，获得水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系；

步骤5，以高产、节水、省肥和控污为目标函数，以最大淹水深度、水稻水分胁迫、地下水位、水量平衡、氮平衡为约束，以作物边际水分利用率为灌溉临界调控指标，以利润为施肥临界调控指标，以地面累计淹水深度和累计超标准地下水深为排水临界调控指标，建立农田“灌溉-施肥-控制排水”三维临界调控模型；

步骤6，采用“灌溉-施肥-控制排水”三维临界调控模型优化步骤4获得的水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系；

步骤7，根据优化的水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系确定最优的灌溉模式、施肥模式和排水模式。

2.如权利要求1所述的农田水肥高效利用多维临界调控方法，其特征在于：

步骤1中所述的土壤类型数据通过对土壤取样并进行化验获得，所述的排水系统设计数据通过实地测量获得，所述的土地利用数据通过实地调查分析获得，所述的气象数据来自气象站观测数据。

3.如权利要求1所述的农田水肥高效利用多维临界调控方法，其特征在于：

步骤2中所述的水肥耦合灌溉试验与控制排水试验具体为：

以灌溉模式、施肥模式和排水模式为控制因素，设定不同的灌溉模式、施肥模式和排水模式，将不同的控制因素组合成一系列水肥耦合和控制排水条件，实测各水肥耦合和控制排水条件下作物发育期内气象数据、地下水位、田间水位、田间渗漏量、灌水量、排水量、水质氮含量、土壤氮含量、水稻产量及生理生态。

4.如权利要求1所述的农田水肥高效利用多维临界调控方法，其特征在于：

子步骤3.1中所述的作物生长发育模拟模块为基于ORYZA2000作物生长模型。

5.如权利要求1所述的农田水肥高效利用多维临界调控方法，其特征在于：

子步骤3.2中所述的农田水肥迁移转化模拟模块为基于DRAINMOD-N的稻田水肥迁移转化模型。

6.如权利要求1所述的农田水肥高效利用多维临界调控方法，其特征在于：

步骤7进一步依次包括子步骤：

7.1 根据优化的水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系，选择水分利用率最大的灌溉模式为临界灌溉模式；

7.2在临界灌溉模式下，根据优化的水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系，选取利润最大的施肥模式为临界施肥模式；

7.3在临界灌溉模式和临界施肥模式下，根据优化的水肥耦合与控制排水条件及作物产量、水肥利用率、水肥流失间的动态响应关系，获得临界排水模式。