CN109813865B - 一种设施土壤盐分监测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种设施土壤盐分监测方法与系统，基于设施作物根区土壤含水量数据和气象数据感知设施作物冠层气象数据，通过数值的方法对设施作物根区的土壤盐分进行仿真估算，与传统的土壤盐分测定方法相比，实现了设置作物根区土壤盐分的实时监测，节约了人力资源成本和基质盐分测定仪器设备及耗材的资金成本。利用本发明提供的方法对设施作物根区土壤盐分变化动态进行实时监测，及时采取盐分调控措施，从而避免设施作物受到盐害的影响，为设施蔬菜作物的优质高效产出提供技术支持。可实现设施蔬菜根区土壤盐分变化动态过程进行实时监测，为制定科学合理的设施作物土壤根系层盐分调控策略，实现设施蔬菜生产可持续发展提供支持。

Description

一种设施土壤盐分监测方法与系统

技术领域

本发明实施例涉及设施土壤环境监测技术领域，更具体地，涉及一种设施土壤盐分监测方法与系统。

背景技术

设施蔬菜栽培摆脱了自然环境对蔬菜生产的限制，采用工程技术手段在局部范围内改善或者创造适宜蔬菜作物生长的环境，从而获得较高产量、品质和经济效益，属于一种高效农业。与传统的田间蔬菜栽培相比，设施内的环境相对封闭，且长时间内处于高温高湿状态，设施内作物的需水量较大。通过灌溉带入设施土壤中的水分在作物蒸散作用下散失到空气中，而灌溉水中含有的盐分将会在土壤表层根系活动较为旺盛的地区累积；另外不合理地大量投肥也是造成设施土壤次生盐渍化的原因之一。如果设施内土壤盐分累积过多，会导致土壤渗透势降低，从而降低作物水势，抑制作物根系从土壤中吸收水分，甚至造成作物脱水，形成生理性干旱，引起作物生长不良，植株抗病性下降，严重影响蔬菜的产量和品质。作物所需的养分一般都是随着水分吸收进入作物体内，当土壤盐分过高影响作物对水分吸收的同时，也影响了对养分的吸收，施入土壤中的肥料不能被作物吸收利用，造成作物养分亏缺的同时，会进一步加剧土壤盐分累积，引发设施土壤次生盐渍化。因此，制定调控策略将设施作物根区的盐分控制在适宜的范围内，是设施蔬菜生产实现优质高效生产的基础。通过低成本高效率的监测手段获取设施作物土壤盐分变化动态信息，是制定科学合理的土壤盐分调控策略的前提。

土壤盐分含量测定主要有实验室分析测定和传感器原位测定两种方式。实验室分析测定需要定期采集作物根系层的土壤样品，经过较为繁琐的样品前处理后采用残渣法直接测定土壤盐分含量或通过测定不同土水比的土壤浸提液的电导率后，然后再换算为土壤盐分，比较费时费力，且不能与物联网技术相结合，实现实时测定。相比实验室测定土壤盐分的方法，传感器原位测定较为便捷且容易实现原位监测，但市场上土壤电导率传感器测定指标多为土体电导率(Bulk soil electric conductivty)，受土壤含水量、土壤盐分、土壤有机质等多种因素的影响，尚不能直观反映土壤盐分的变化。少数基于石墨电极或电容技术的土壤盐分传感器虽然在理论上可以实现土壤盐分的实时监测，但上述传感器价格高昂，多用于科研实验，尚不具备在设施蔬菜生产中应用的条件。

因此，研发低成本高效率的作物根系层土壤盐分实时监测方法与配套系统，是制定科学合理的设施土壤盐分调控策略、实现设施蔬菜高效生产的关键之一。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种设施土壤盐分监测方法与系统。

第一方面，本发明实施例提供一种设施土壤盐分监测方法，包括：

基于设施作物根区不同深度的根系水速率变化得到实际作物根系吸水速率；基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；

基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布。

作为优选的，基于设施作物根区不同深度的根系水速率变化得到实际作物根系吸水速率，具体包括：

在设施作物根区埋设土壤水分传感器，连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；并基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，得到设施作物根区不同深度的根系水速率；

基于设施作物根区不同深度的根系水速率的变化得到实际作物根系吸水速率。

作为优选的，土壤水分运移方程中为：

式中，C(h)为比水容量；K(h)为非饱和水力传导度；h土壤水势；S(z,t)为实际作物根系吸水速率，z为空间位置坐标，t为时间坐标。

作为优选的，基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率，具体包括：

基于设施作物的冠层温度T、湿度RH、辐射R_s和微风速W_s，获取作物潜在水分消耗速率T_p，并基于所述作物潜在水分消耗速率得到作物潜在根系吸水速率S_p(z)：

式中，L_r为根系下扎根深度，与实际作物根系吸水速率的深度一致；z_r为相对扎根深度，z_r＝z/L_r；L_nrd(z_r)为相对根长密度分布。

作为优选的，基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，具体包括：

基于作物潜在根系吸水速率S_p(z)和水分胁迫修正因袭得到盐分胁迫修正因子：

式中，α(h)为水分胁迫修正因子；

为盐分胁迫修正因子；S(z)为实际作物根系吸水速率；h₁、h₂、h₃和h₄分别为设施作物受水分胁迫状态对应土壤水势的临界值。

作为优选的，基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子后，还包括：

获取设施作物根区的平均渗透势分布：

式中，p、

为基于预先试验得到的优化参数，

为土壤渗透势。

作为优选的，所述土壤溶液盐分浓度SC为：

第二方面，本发明实施例提供一种设施土壤盐分监测系统，包括：

作物根区土壤水分测量模块，用于基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化，通过迭代反求得到实际作物根系吸水速率；

作物冠层气象信息采集模块，用于基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；

作物根区土壤盐分估算模块，用于基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布。

作为优选的，所述作物根区土壤水分测量模块包括若干土壤水分传感器和作物根系吸水分析单元；

所述土壤水分传感器等间距埋设于设施作物根区，用于连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；

所述作物根系吸水分析单元，用于基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，得到设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率。

作为优选的，所述作物冠层气象信息采集模块包括空气温度传感器、湿度传感器、辐射传感器和微风传感器。

本发明实施例提出了一种设施土壤盐分监测方法与系统，基于设施作物根区含水量数据和气象数据感知设施作物冠层气象数据，通过数值仿真的方法对设施作物根区的土壤盐分进行仿真估算，与传统的土壤盐分测定方法相比，实现了设置作物根区土壤盐分的实时监测，节约了人力资源成本和基质盐分测定仪器设备及耗材的资金成本。利用本实施例提供的方法对设施作物根区土壤盐分变化动态进行实时监测，及时采取土壤盐分调控策略，从而避免设施作物受到盐害的影响，为设施蔬菜作物的优质高效产出提供技术支持。可实现设施蔬菜根区土壤盐分变化动态过程进行实时监测，为制定科学合理的设施作物土壤根系层盐分调控策略，实现设施蔬菜生产可持续发展提供支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的设施土壤盐分监测方法示意图；

图2为根据本发明实施例的第1天和第10天设施番茄根区的土壤含水量分布示意图；

图3为根据本发明实施例的10天内设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率示意图；

图4为根据本发明实施例的土壤盐分浓度估算值示意图；

图5为根据本发明实施例的设施土壤盐分监测系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于受土壤含水量、土壤盐分、土壤有机质等多种因素的影响，基于TDR、FDR技术的土壤电导率传感器尚不能直观反映土壤盐分的变化。少数基于石墨电极或电容技术的土壤盐分传感器虽然在理论上可以实现土壤盐分的实时监测，但现有相关的传感器价格高昂，多用于科研实验，尚不具备在设施蔬菜生产中应用的条件。因此本发明各实施例基于设施作物根区含水量数据和气象数据感知设施作物冠层气象数据，通过数值仿真的方法对设施作物根区的土壤盐分进行仿真估算。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。

图1为本发明实施例提供的一种设施土壤盐分监测方法，包括：

S1、基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化通过反求迭代得到实际作物根系吸水速率；基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；

S2、基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布。

在本实施例中，基于设施作物根区含水量数据和气象数据感知设施作物冠层气象数据，根据采集的始末时段的设置作物根区土壤含水量分布估算设施作物实际根系吸水速率分布；根据设施作物冠层气象信息，估算设置作物的潜在根系吸水速率分布；根据盐分胁迫对设施作物根系吸水过程的影响机理估算设施作物根区的渗透势分布，同时根据土壤渗透势与土壤盐分的换算关系，将设施作物根区的渗透势分布折算为土壤盐分浓度分布；通过数值仿真的方法对设施作物根区的土壤盐分进行仿真估算，与传统的土壤盐分测定方法相比，实现了设置作物根区土壤盐分的实时监测，节约了人力资源成本和基质盐分测定仪器设备及耗材的资金成本。利用本发明实施例提供的方法对设施作物根区土壤盐分变化动态进行实时监测，及时采取盐分调控策略，从而避免设施作物受到盐害的影响，为设施蔬菜作物的优质高效产出提供技术支持。可实现设施蔬菜根区土壤盐分变化动态过程进行实时监测，为制定科学合理的设施作物土壤根系层盐分调控策略，实现设施蔬菜生产可持续发展提供支持。

在上述实施例的基础上，基于设施作物根区不同深度的根系水速率变化得到实际作物根系吸水速率，具体包括：

在设施作物根区埋设土壤水分传感器，连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；并基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，即得到设施作物根区不同深度的实际根系水速率。

在本实施例的基础上，在设施作物的根区范围内，按照设定的间距H预埋土壤水分传感器。基于上述土壤水分传感器按照一定时间间隔采集始末时刻的设施作物根区不同深度(H、2H、3H、…nH)处的土壤含水量信息。初始时刻记为t₁，此时设施土壤根区土壤水分传感器采集的土壤含水量记为w(H)₁、w(2H)₁、w(3H)₁、…w(nH)₁；末时刻记为t₂，此时设施土壤根区水分传感器采集的基质含水量记为w(H)₂、w(2H)₂、w(3H)₂、…w(3H)₂。根据始末时刻t₁和t₂设施作物根区土壤含水量分布，采用逆向求解迭代的方法估算土壤水分运移方程中的源汇项S，即从t₁到t₂时段内设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率分布S₁，如下式(1)所示。

在本实施例中，如按照10cm间距在番茄栽培行中间部位0-60cm内域埋设土壤水分传感器，按照10天的监测隔采集始末时刻的设施作物根区不同深度(10、20、30、…50cm)的土壤含水量信息；根据上述实施例中的采集方法，第1天和第10天设施番茄根区的土壤含水量分布如图2所示，获取10天内设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率分布如图3所示，吸水速率单位为cm³cm^-3d^-1。

在上述各实施例的基础上，土壤水分运移方程具体为：

式中，h为土壤水势C(h)为比水容量；K(h)为非饱和水力传导度；S(z,t)为实际作物根系吸水速率，z为空间位置坐标，t为时间坐标。

在上述各实施例的基础上，基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率，具体包括：

基于设施作物的冠层温度T、湿度RH、辐射R_s和微风速W_s，获取作物潜在水分消耗速率T_p，并基于所述作物潜在水分消耗速率得到作物潜在根系吸水速率S_p(z)：

式(2)中，L_r为根系下扎根深度，与实际作物根系吸水速率的深度一致；z_r为相对扎根深度，z_r＝z/L_r；L_nrd(Z_r)为相对根长密度分布。

在本实施例中，根据设施作物冠层气象信息采集的作物冠层温度T、湿度RH、辐射R_s和微风速W_s的日平均值，即可估算10天内作物的潜在水分消耗速率T_p，从而获取设施作物潜在根系吸水速率S_p(z)，如式(2)中所示。式(2)中，L_nrd(Z_r)为相对根长密度分布，用来表述作物根系分布对作物水分吸收的影响，采用下式(3)计算：

上式(3)中，a，b，c，d为经验系数，多通过查阅文献或者布置预实验获取，对于本实施例番茄而言，a＝0.35，b＝1.01，c＝2.12，

在上述各实施例的基础上，基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，具体包括：

基于作物潜在根系吸水速率S_p(z)和水分胁迫修正因袭得到盐分胁迫修正因子。

在本实施例中，当设施作物根区土壤出现盐分累积时，土壤的渗透势会降低，设施作物的根系吸水功能受到水分胁迫与盐分胁迫双重抑制作用的影响，其影响过程可以通过下式(4)定量刻画：

式(4)中，α(h)为水分胁迫修正因子，表征水分胁迫对设施作物根系吸水的影响；

为盐分胁迫修正因子，表征盐分胁迫对设施作物根系吸水的影响；S_p(z)为实际作物根系吸水速率。

在上述各实施例的基础上，水分胁迫修正因子可以通过下式(5)计算：

式中，h₁、h₂、h₃和h₄分别为设施作物受水分胁迫状态的临界值。对本实施例设施番茄而言，各参数取值分别如下：h₁＝-10cm，h₂＝-25cm，h₃＝-800cm，h₄＝-8000cm。

在上述各实施例的基础上，获取实际作物根系吸水速率S(z)/作物潜在根系吸水速率S_p(z)和水分胁迫修正系数α(h)后，即可得根据式(4)IV到盐分胁迫修正因子

如下式(6)所示：

在本实施例中，作为一种可选的实施方式，盐分胁迫修正因子

还可以通过下式(7)计算：

上式(7)中，

为土壤渗透势能，表示土壤盐分累积对设施作物根系吸水的影响；p、

为待优化参数，可以通过查阅文献或预实验测定，对于本实施例番茄，取值分别为p＝0.055、

土壤渗透势

可采用下式(8)计算：

上式(8)中，SC(z)即为土壤溶液的盐分浓度。

在上述各实施例的基础上，基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子后，还包括：

获取设施作物根区的平均渗透势分布：

式中，p、

为基于预先试验得到的优化参数，

为土壤渗透势能。

在上述各实施例的基础上，所述土壤溶液盐分浓度SC为：

在本实施实例中，联合式(8)和式(9)既可以得到土壤溶液盐分浓度SC分布，如图4所示，为了验证估算结果的可靠性，本实施例设施番茄10天内根区土壤盐分的仿真估算值与实测值对比，结果表明利用本发明提供的方法较为准确地估算了设施番根区土壤盐分平均浓度分布，经与实测土壤盐分浓度进行对比分析，采用本发明所述系统测得土壤盐分含量的相对误差为12.3％，基本可以测定设施土壤根区盐分的动态变化。

在本实施例中，确定t₁到t₂时刻设施作物根系土壤盐分浓度后，将t₂时刻的作物根区土壤含水量作为初始时刻含水量，下一个时刻t₃作物根区含水量测定模块测定的土壤含水量作为末时刻的设施作物根区土壤含水量，同时重复上述步骤，直至番茄生长期结束。

本实施例中还提供了一种设施土壤盐分监测系统，基于上述各实施例中的设施土壤盐分监测方法，如图5所示，包括：

作物根区土壤水分测量模块30，用于基于设施作物根区不同深度的根系水速率变化得到实际作物根系吸水速率；

作物冠层气象信息采集模块40，用于基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；

作物根区土壤盐分估算模块50，用于基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布。

在上述各实施例的基础上，所述作物根区土壤水分测量模块包括若干土壤水分传感器和作物根系吸水分析单元；

所述土壤水分传感器等间距埋设于设施作物根区，用于连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；

所述作物根系吸水分析单元，用于基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，得到设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率。

在本实施例中，土壤水分传感器包括5个，按照10cm的间距埋设在设施作物根区10、20、30、40、50和60cm处，用于设施作物根区土壤含水量信息。

在上述各实施例的基础上，所述作物冠层气象信息采集模块包括空气温度传感器、湿度传感器、辐射传感器和微风传感器。，上述各个传感器安装在设施作物冠层上方0.5m处，用于采集设施作物冠层的气象信息。

综上所述，本发明实施例提供的一种设施土壤盐分监测方法与系统，基于设施作物根区含水量数据和气象数据感知设施作物冠层气象数据，通过数值仿真的方法对设施作物根区的土壤盐分进行估算，与传统的土壤盐分测定方法相比，实现了设置作物根区土壤盐分的实时监测，节约了人力资源成本和基质盐分测定仪器设备及耗材的资金成本。利用本发明提供的方法对设施作物根区土壤盐分变化动态进行实时监测，及时采取盐分调控策略，从而避免设施作物受到盐害的影响，为设施蔬菜作物的优质高效产出提供技术支持。可实现设施蔬菜根区土壤盐分变化动态过程进行实时监测，为制定科学合理的设施作物土壤根系层盐分调控策略，实现设施蔬菜生产可持续发展提供支持。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种设施土壤盐分监测方法，其特征在于，包括：

基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化得到实际作物根系吸水速率；基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；

基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布；其中：

所述基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化得到实际作物根系吸水速率，具体包括：

在设施作物根区埋设土壤水分传感器，连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；并基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，得到设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率；

所述基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率，具体包括：

基于设施作物的冠层温度T、湿度RH、辐射R_s和微风速W_s，获取作物潜在水分消耗速率T_p，并基于所述作物潜在水分消耗速率得到作物潜在根系吸水速率S_p(z)：

式中，L_r为根系下扎根深度，与实际作物根系吸水速率的深度一致；z_r为相对扎根深度，z_r＝z/L_r；L_nrd(z_r)为相对根长密度分布；

所述基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，具体包括：

基于作物潜在根系吸水速率S_p(z)和水分胁迫修正因子得到盐分胁迫修正因子：

式中，α(h)为水分胁迫修正因子；

为盐分胁迫修正因子；S(z)为实际作物根系吸水速率；h₁、h₂、h₃和h₄分别为设施作物受水分胁迫状态对应土壤水势的临界值；

基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子后，还包括：

获取设施作物根区的平均渗透势分布：

式中，p、

为基于预先试验得到的优化参数，

为土壤渗透势能，β(z)为实际作物根系处的盐分胁迫修正因子；

所述土壤溶液盐分浓度SC为：

2.根据权利要求1所述的设施土壤盐分监测方法，其特征在于，土壤水分运移方程具体为：

式中，C(h)为比水容量；K(h)为非饱和水力传导度；h土壤水势；S(z,t)为实际作物根系吸水速率，z为空间位置坐标，t为时间坐标。

3.一种设施土壤盐分监测系统，其特征在于，包括：

作物根区土壤水分测量模块，用于基于设施作物根区不同深度的土壤含水量变化得到实际作物根系吸水速率；

作物冠层气象信息采集模块，用于基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率；

作物根区土壤盐分估算模块，用于基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，并基于所述盐分胁迫修正因子得到土壤溶液盐分浓度SC分布；

所述基于设施作物冠层气象信息得到作物潜在根系吸水速率，具体包括：

基于设施作物的冠层温度T、湿度RH、辐射R_s和微风速W_s，获取作物潜在水分消耗速率T_p，并基于所述作物潜在水分消耗速率得到作物潜在根系吸水速率S_p(z)：

式中，L_r为根系下扎根深度，与实际作物根系吸水速率的深度一致；z_r为相对扎根深度，z_r＝z/L_r；L_nrd(z_r)为相对根长密度分布；

所述基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子，具体包括：

基于作物潜在根系吸水速率S_p(z)和水分胁迫修正因子得到盐分胁迫修正因子：

式中，α(h)为水分胁迫修正因子；

为盐分胁迫修正因子；S(z)为实际作物根系吸水速率；h₁、h₂、h₃和h₄分别为设施作物受水分胁迫状态对应土壤水势的临界值；

基于所述实际作物根系吸水速率、所述作物潜在根系吸水速率获取盐分胁迫修正因子后，还包括：

获取设施作物根区的平均渗透势分布：

式中，p、

为基于预先试验得到的优化参数，

为土壤渗透势能，β(z)为实际作物根系处的盐分胁迫修正因子；

所述土壤溶液盐分浓度SC为：

所述作物根区土壤水分测量模块包括若干土壤水分传感器和作物根系吸水分析单元；

所述土壤水分传感器等间距埋设于设施作物根区，用于连续监测不同时刻设施作物根区不同深度的土壤含水量分布信息；

所述作物根系吸水分析单元，用于基于逆向迭代求解方法获取土壤水分运移方程中的汇源项，得到设施作物根区不同深度的实际作物根系吸水速率。

4.根据权利要求3所述的设施土壤盐分监测系统，其特征在于，所述作物冠层气象信息采集模块包括空气温度传感器、湿度传感器、辐射传感器和微风传感器。

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