土壤墑情預報研究

劉卓 劉仁亮

摘 要：研究土壤墑情預報，確定未來旱澇發展趨勢，對農業生產服務有重要意義。統計與土壤墑情變化相關的氣象要素，計算各要素與土壤墑情的算相關系數，建立簡便易行的土壤墑情預報方法，為更好地服務農業生產提供技術支撐。

關鍵詞：土壤墑情；相關分析；墑情預報

文章編號：1004-7026（2018）03-0057-01 中國圖書分類號：S152.7 文獻標志碼：A

墑就是耕作層土壤含水量，反應作物在各個生長期土壤水分的供給狀況，并直接關系到作物的生長與產量。因此，研究分析墑情變化規律，開展墑情預報，對防旱、排澇、保證農業高產穩產具有十分重要的意義。

1 土壤墑情預報方法

目前，國內外土壤墑情預報研究所采用的方法概括起來可大致分為經驗公式法、水量平衡法、消退指數法、土壤水動力學法、時間序列法、神經網絡模型法、遙感監測法等幾類[1]。本文用經驗公式法開展研究。土壤含水量與降水、氣溫、風速、蒸發量等有著密切的關系。通過對遼寧省昌圖縣氣象站近22年4月中下旬土壤墑情、降水量、平均氣溫、平均風速、蒸發量等資料分析計算，得出如下結果：

昌圖縣4月28日10cm的土壤墑情與4月中下旬的合計降水量相關最顯著，相關系數為0.72。

昌圖縣土壤含水量與氣溫為負相關，相關系數為-0.43，

10cm土壤含水量與時段內平均風速為負相關，相關系數為-0.26。

蒸發量是一個綜合因子，如果氣溫高、風速大、日照多、地溫高、時間長，則蒸發量大；反之蒸發量小。經統計得到：蒸發量與土壤墑情負相關明顯，昌圖縣4月28日10cm的土壤墑情與4月中下旬蒸發量的相關系數為-0.51。

在沒明顯透雨的情況下，可使用土壤墑情預報經驗公式計算。在春旱期間，10mm以上的降水，一般每增加1mm降水，10cm土壤墑情可增加0.7個百分點左右。如果春季一般降水達40mm以上時，土壤含水量會達到飽和，此種情況不用計算，可直接預報某日大雨后，土壤墑情可達25%以上。

在沒有降水的情況下，10cm土壤墑情平均1d下降0.3個百分點左右。

康紹忠[2]通過研究發現，時段末土壤含水量與時段初土壤含水量、時段內累計降水量、日平均氣溫等具有較好的多元線性關系，即：

θt=aθ0+bR+cT+d （1）

式（1）中：θt為時段末土壤含水量，θ0為時段初土壤含水量，R為時段內累計降水量，T為時段內日平均氣溫，a，b，c，d為經驗系數。

經過統計驗證，預報誤差達到最小時，確定經驗系數。

θt=θ0+0.7（R-10） （2）

預報未來有大于10mm降水時，可用式（2）計算10cm土壤墑情變化。式（2）中θt為時降水后的土壤含水量，θ0為時段初土壤含水量，R為未來某降水過程大于10mm降水量。

變量多不易確定經驗系數，最好是選一個能代表多個變量的要素。所以我們選擇了蒸發量這一要素，蒸發量可以代表氣溫、風速、日照、地溫、時長等要素的綜合作用。

在預報未來一段時間內，沒有降水的情況下，可用下式計算10cm土壤墑情的變化。

θt=θ0-0.04L （3）

式（3）中θt為時段末土壤含水量，θ0為時段初土壤含水量，L為未來幾日的蒸發量。

3 具體實例

例如2017年4月23日昌圖縣10cm土壤墑情為15.7%，預報未來10d沒有明顯降水，未來10d內平均每天蒸發量為7mm，那么到5月3日10cm土壤墑情將下降到多少？

用式（3）：θt=θ0-0.04L計算如下：θt=15.7-0.04

×7mm×10d=12.9

由計算得出，昌圖縣5月3日10cm土壤墑情下降到12.9%左右，地表墑情很差。

又例如：昌圖縣5月3日10cm土壤墑情為12.9%，預計昌圖縣5月4到5日有中雨，平均降水量為20mm，那么5日降水后，10cm土壤墑情將上升到多少？

用式（2）：θt=θ0+0.7（R-10）計算如下：

θt=12.9+0.7×（20-10）=19.9

由計算得出，昌圖縣5月5日降中雨后，平均10cm土壤墑情將上升到19.9%左右。

結束語

研究墑情變化，統計與土壤墑情變化相關的氣象要素，查找相關情況，建立墑情預報方法，為更好地服務農業生產提供技術支撐。

參考文獻：

[1]栗容前，康紹忠，賈云茂.農田土壤墑情預報研究現狀及不同預報方法的對比分析[J].干旱地區農業研究，2005，

23（6）：194-199.

[2]康紹忠.旱地土壤水分動態預報方法的初步研究[J].中國農業氣象，1987，（2）.