專利名稱：作物蒸發(fā)蒸騰儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于作物需水量測定及灌溉預(yù)報(bào)的作物蒸發(fā)蒸騰儀。
背景技術(shù)：
作物蒸發(fā)蒸騰量包括植株蒸騰量和棵間蒸發(fā)量兩部分。植株蒸騰是指作物將根系從土壤中吸入體內(nèi)的水分，通過葉氣孔腔汽化，在葉—?dú)庀到y(tǒng)水勢差的驅(qū)動(dòng)作用下擴(kuò)散進(jìn)入大氣的過程?？瞄g蒸發(fā)是農(nóng)田中作物植株之間土壤水分蒸發(fā)(旱地)或棵間水面蒸發(fā)(水稻田)。對于大田來說，植株蒸騰量所占比重較大，一般在2/3以上。
作物蒸發(fā)蒸騰量是確定作物灌溉制度以及地區(qū)灌溉用水量的基礎(chǔ)，是制定地區(qū)水利規(guī)劃、水資源利用規(guī)劃、灌排工程規(guī)劃設(shè)計(jì)及管理、土壤鹽堿化控制、土壤水分動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)等領(lǐng)域的基本依據(jù)。因此作物蒸發(fā)蒸騰量的測定與計(jì)算一直是灌溉排水和水平衡研究等領(lǐng)域中的重要研究課題，也因此出現(xiàn)了許多估算作物蒸發(fā)蒸騰量的測定方法與計(jì)算方法。
(1)作物蒸發(fā)蒸騰量的測定方法。
作物蒸發(fā)蒸騰量的測定方法主要有空氣動(dòng)力學(xué)法、土壤水量平衡法、蒸滲儀法、渦度相關(guān)法和遙感法等。這些方法都能比較精確地測定作物蒸發(fā)蒸騰量，但測定儀器都比較昂貴，且較難維護(hù)。
(2)作物蒸發(fā)蒸騰量的計(jì)算方法在缺乏作物蒸發(fā)蒸騰量實(shí)測資料或典型年實(shí)測資料時(shí)，在進(jìn)行灌水預(yù)報(bào)時(shí)，須用到作物蒸發(fā)蒸騰量的計(jì)算方法。作物蒸發(fā)蒸騰量的大小與氣象條件、土壤特性及含水狀況、作物種類及生長階段、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、灌溉排水措施等多種因素有關(guān)。這些因素對蒸發(fā)蒸騰量的影響又是互相聯(lián)系、錯(cuò)綜復(fù)雜的。
現(xiàn)有計(jì)算作物蒸發(fā)蒸騰量的方法，大致可分為兩類，一類是直接計(jì)算出作物蒸發(fā)蒸騰量，另一類是先計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量，再計(jì)算實(shí)際的作物蒸發(fā)蒸騰量。
①直接計(jì)算作物蒸發(fā)蒸騰量的方法這類方法是先從影響作物蒸發(fā)蒸騰量的諸因素中，選擇一個(gè)或幾個(gè)主要因素，如水面蒸發(fā)、氣溫、濕度、輻射、作物產(chǎn)量、土壤含水率等，再根據(jù)大量試驗(yàn)觀測資料分析這些主要因素與作物蒸發(fā)蒸騰量之間存在的數(shù)量關(guān)系，最后歸納為某種形式的經(jīng)驗(yàn)公式。常見的方法有A級蒸發(fā)皿法、Ivanov法、Stephens-Stewart法、Blaney-Criddle法、Hargreares法等。這種經(jīng)驗(yàn)公式法，方法較為簡易，但由于經(jīng)驗(yàn)公式有較強(qiáng)的區(qū)域局限性，所以其使用范圍有很大的限制。
②利用參考作物蒸發(fā)蒸騰量計(jì)算實(shí)際作物蒸發(fā)蒸騰量的方法這類方法是先計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量，再由參考作物蒸發(fā)蒸騰量與作物系數(shù)推求作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量。參考作物蒸發(fā)蒸騰量計(jì)算現(xiàn)在主要應(yīng)用的有修正的Penman公式法和Penman-Monteith公式法。這些計(jì)算公式計(jì)算精度比較精確，但計(jì)算公式相當(dāng)復(fù)雜，所需參數(shù)多且較難獲取，不易為我國的農(nóng)民用戶所接受，因此，也難以在我國得到廣泛應(yīng)用。
綜上所述，現(xiàn)有作物蒸發(fā)蒸騰量的測定與計(jì)算方法，或測定儀器昂貴、或維護(hù)困難、或計(jì)算公式復(fù)雜、或所需參數(shù)過多且難以獲取，不易為我國普遍存在的經(jīng)濟(jì)與文化水平不高的農(nóng)民用戶所接受。因此，研究開發(fā)一種能適合我國農(nóng)村灌溉預(yù)報(bào)的儀器是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種作物蒸發(fā)蒸騰儀，其結(jié)構(gòu)靈巧，安裝使用方便，便于維護(hù)，并且成本較低。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種作物蒸發(fā)蒸騰儀，其特殊之處在于包括外筒，外筒內(nèi)設(shè)有帶有進(jìn)水孔的導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)填有填充料，外筒上端設(shè)有生物膜，外筒筒體上開有灌水孔。
上述導(dǎo)管上端可以是漏斗狀，將外筒筒體分為上下兩部分。
上述外筒筒體上帶有刻度。
上述生物膜可以是微孔膜，其孔徑近似于葉片的氣孔，為微米級。
上述外筒筒體上開有進(jìn)排氣孔。
上述生物膜上方設(shè)有網(wǎng)罩。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1、本發(fā)明體積小、重量輕，可方便地進(jìn)行移動(dòng)、安裝及維護(hù)；2、本發(fā)明使用方便，進(jìn)行觀測時(shí)，只需讀取儀器水位；3、本發(fā)明能指導(dǎo)用戶進(jìn)行適時(shí)適量灌溉，可起到節(jié)水增產(chǎn)的作用；4、本發(fā)明使用時(shí)可將儀器與水位傳感器等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)灌溉的自動(dòng)控制；5、本發(fā)明價(jià)格較低，可為我國農(nóng)民用戶所接受，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景廣闊。
四

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的剖視圖。
五具體實(shí)施例方式參見圖1、圖2，本發(fā)明包括外筒6，外筒6內(nèi)設(shè)有帶有進(jìn)水孔11的導(dǎo)管9，進(jìn)水孔11位于導(dǎo)管9下端，導(dǎo)管9上端為漏斗狀5，將外筒6筒體分為上下兩部分，外筒6的刻度區(qū)8帶有刻度7，導(dǎo)管9內(nèi)填有填充料10，外筒6筒體上開有灌水孔3，筒體上并開有進(jìn)排氣孔4，外筒6上端設(shè)有生物膜2，生物膜2上方設(shè)有綠色網(wǎng)罩1，生物膜2為微孔膜，其孔徑近似于葉片的氣孔，為微米級。氣體分子(包括水蒸汽)可從該膜自由出入，而雨水無法進(jìn)入。這是因?yàn)樗肿又睆郊s為0.0004微米，而水微滴直徑為100-600微米，從而避免了降雨對儀器的影響。另外，還可以在外筒筒體內(nèi)設(shè)有水位傳感器，實(shí)現(xiàn)灌溉的自動(dòng)控制。
本發(fā)明為植物蒸騰的物理仿真模型，儀器內(nèi)的水經(jīng)由導(dǎo)管9上的進(jìn)水孔11進(jìn)入導(dǎo)管9，通過導(dǎo)管9內(nèi)填充料10的毛管力作用，上升到填充料10的上表面，這一輸送過程相當(dāng)于水分由土壤經(jīng)植物根、莖、輸送到葉片的過程。其后，水分子首先在生物膜2與填充料10的空隙間蒸發(fā)為水蒸汽，然后，水分子再通過生物膜2的孔隙擴(kuò)散到大氣中，這一過程模擬了植株氣孔蒸騰的兩步，即首先是水分在細(xì)胞間隙及氣孔下室周圍葉肉細(xì)胞表面上蒸騰成水蒸汽，然后水蒸汽分子通過氣孔下室及氣孔擴(kuò)散到葉外。
本發(fā)明能夠測定參考作物蒸發(fā)蒸騰量，在于儀器內(nèi)水可借助填充料的毛管力作用上升至填充料的表層，持續(xù)充分地供給蒸發(fā)。因此此時(shí)儀器內(nèi)的水體蒸發(fā)僅決定于氣象條件，而與儀器內(nèi)的水位無關(guān)。因此，儀器內(nèi)的水位變化與參考作物蒸發(fā)蒸騰量呈線性關(guān)系。再根據(jù)作物系數(shù)，便可求得實(shí)際作物蒸發(fā)蒸騰量，將實(shí)際作物蒸發(fā)蒸騰量減去降水入滲量，即可計(jì)算出作物需水量。
實(shí)際使用時(shí)，根據(jù)不同土壤、不同作物、不同生育期的灌水上下限指標(biāo)，從灌水孔加水至灌水上限對應(yīng)的刻度(若此時(shí)土壤含水不等于灌水上限，則根據(jù)土壤含水量，將水加至相應(yīng)水位)；將儀器置于支架上，放于田間，使儀器上表面與作物冠層水平。待儀器的水位由于蒸發(fā)而降至灌水下限時(shí)，即須對作物進(jìn)行灌溉，并將儀器水位重新填至灌水上限。重復(fù)以上步驟。
權(quán)利要求
1.一種作物蒸發(fā)蒸騰儀，其特征在于包括外筒(6)，外筒(6)內(nèi)設(shè)有帶有進(jìn)水孔(11)的導(dǎo)管(9)，導(dǎo)管(9)內(nèi)填有填充料(10)，外筒(6)上端設(shè)有生物膜(2)，外筒(6)筒體上開有灌水孔(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作物蒸發(fā)蒸騰儀，其特征在于所述導(dǎo)管(9)上端為漏斗狀(5)，將外筒(6)筒體分為上下兩部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的作物蒸發(fā)蒸騰儀，其特征在于所述外筒(6)上帶有刻度(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的作物蒸發(fā)蒸騰儀，其特征在于所述生物膜(2)為微孔膜，其孔徑近似于葉片的氣孔，為微米級。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的作物蒸發(fā)蒸騰儀，其特征在于所述外筒(6)筒體上開有進(jìn)排氣孔(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的作物蒸發(fā)蒸騰儀，其特征在于所述生物膜(2)上方設(shè)有網(wǎng)罩(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種作物蒸發(fā)蒸騰儀，其結(jié)構(gòu)靈巧，安裝使用方便，便于維護(hù)，并且成本較低。本發(fā)明包括外筒，外筒內(nèi)設(shè)有帶有進(jìn)水孔的導(dǎo)管，進(jìn)水孔位于導(dǎo)管下端，導(dǎo)管上端為漏斗狀，將外筒筒體分為上下兩部分，外筒的刻度區(qū)帶有刻度，導(dǎo)管內(nèi)填有填充料，外筒筒體上開有灌水孔，筒體上并開有進(jìn)排氣孔，外筒上端設(shè)有生物膜，生物膜上方設(shè)有綠色網(wǎng)罩。
文檔編號G01N33/00GK1477393SQ03134400
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者王玉寶, 汪志農(nóng), 張曉濤 申請人:王玉寶, 汪志農(nóng), 尚虎君, 何武全