(五)日照 日照充足能促進(jìn)新器官的形成，分蘗增多；從拔節(jié)到抽穗期間，日照時(shí)間長(zhǎng)，就可以正常地抽穗、開花；開花、灌漿期間，充足的日照能保證小麥正常開花授粉，促進(jìn)灌漿成熟。

一、 建設(shè)小麥大田土壤及環(huán)境監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性

1、小麥生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境條件的關(guān)系

1.1土壤溫度

小麥的生長(zhǎng)發(fā)育在不同階段有不同的適宜溫度范圍。在適溫度時(shí)，生長(zhǎng)快、發(fā)育好。那么，不同階段要求的適溫度有什么區(qū)別呢? 小麥種子發(fā)芽出苗的適溫度是15—20℃；小麥根系生長(zhǎng)的適溫度為16—20℃，低溫度為2℃，超過30℃則受到抑制。溫度是影響小麥分蘗生長(zhǎng)的重要因素。在2—4℃時(shí)，開始分蘗生長(zhǎng)，適溫度為13—18℃，高于18℃分蘗生長(zhǎng)減慢。小麥莖稈一般在10℃以上開始伸長(zhǎng)，在12一16℃形成短矮粗壯的莖，高于20℃易徒長(zhǎng)，莖稈軟弱，容易倒伏。小麥灌漿期的適宜溫度為20—22℃。如干熱風(fēng)多，日平均溫度高于25℃以上時(shí)，因失水過快，灌漿過程縮短，使子粒重量降低。因此，對(duì)于溫度的監(jiān)測(cè)至關(guān)緊要。

1.2光照、日照時(shí)數(shù)

  光照階段 冬小麥幼苗通過春化階段后，溫度達(dá)4℃以上就開始進(jìn)入光照階段。在光照階段要求以長(zhǎng)日照為主的綜合外界條件。 根據(jù)冬小麥通過光照階段對(duì)日照長(zhǎng)短的要求和反應(yīng)，也分為三種類型。

    1．反應(yīng)敏感型 要求光照每日在12小時(shí)以上，天數(shù)為30-40天。

    2．反應(yīng)中等型 要求光照每日在8一12小時(shí)，天數(shù)為24天左右。

    3．反應(yīng)遲鈍型 要求光照每日在8小時(shí)以上，天數(shù)為16 天左右。

    冬小麥對(duì)光照的要求要高、所針對(duì)些項(xiàng)指標(biāo)需要觀測(cè)種植地區(qū)的日照強(qiáng)度，及日照時(shí)長(zhǎng)，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)選擇小麥品種，以保證提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)量。

 1.3土壤水分

水分在小麥的—生中起著十分重要的作用。 據(jù)研究，每生產(chǎn)l千克小麥約需1000一1200千克水，其中有30％一40％是由地面蒸發(fā)掉的。所以麥田的不同時(shí)期灌水，以及采取抗旱保墑措施，對(duì)于補(bǔ)充小麥對(duì)水分的需要有十分重要的意義。 試驗(yàn)表明，冬小麥備生育時(shí)期的耗水情況有如下特點(diǎn)：

    1．播種后至拔節(jié)前，植株小，溫度低，地面蒸發(fā)量小，耗水量占全生育期耗水量的35％一40％，每畝日平均耗水量為 0．4立方米左右。

    2．拔節(jié)到抽穗，進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)時(shí)期，耗水量急劇上升。在 25—30天時(shí)間內(nèi)耗水量占總耗水量的20％一25％，每畝日耗水量為2．2—3．4立方米。此期是小麥需水的臨界期，如果缺水會(huì)嚴(yán)重減產(chǎn)。

    3．抽穗到成熟，約35—40天，耗水量占總耗水量26％一 42％，日耗水量比前一段略有增加。尤其是在抽穗前后，莖葉生長(zhǎng)迅速，綠色面積達(dá)一生大值，日耗水量約4立方米。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)。一般按0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～100cm四個(gè)層次監(jiān)測(cè)土壤含水量，其中，0～20cm、20～40cm為必測(cè)層。播種出苗期時(shí)，加測(cè)0～10cm土層。特殊作物根據(jù)其需水特性和根系分布深度確定監(jiān)測(cè)層次和深度。同時(shí)調(diào)查觀測(cè)氣象、作物表象、干土層厚度、田面開裂、灌溉、農(nóng)事操作等相關(guān)數(shù)據(jù)。水田淹水時(shí)監(jiān)測(cè)淹水深度、排水狀況等。

1.4 EC、PH值對(duì)作物的影響

水是栽培中的重要因素，它有著參與植物新陳代謝、調(diào)節(jié)土壤和空氣的溫度濕度、溶解礦質(zhì)養(yǎng)分、稀釋農(nóng)藥等作用。水質(zhì)對(duì)栽培有關(guān)鍵性的作用，水質(zhì)不好會(huì)使植物生理性缺素，影響農(nóng)藥藥效、肥料肥效，傷害根系等。

   而衡量土壤水的重要指標(biāo)是土壤的pH、EC值。絕大多數(shù)植物根系在pH值為5.2至6.2時(shí)，能正?；顒?dòng)。土壤的pH值過低或過高都會(huì)抑制根系生長(zhǎng)，具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：首先是根系只有在一定的pH值范圍內(nèi)才能進(jìn)行正常的新陳代謝活動(dòng)，包括呼吸、離子交換、對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)元素的吸收等。一般植物根系的pH值要求在5.4—6.8之間，高于或者低于這個(gè)范圍，植物根系的活動(dòng)就會(huì)受到抑制，嚴(yán)重時(shí)根系可能壞死，從而導(dǎo)致整個(gè)植株的死亡；第二個(gè)方面pH值會(huì)影響土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的有效釋放，比如鈣、鎂等離子如果在高pH值的環(huán)境中，會(huì)形成不溶或者微溶與水的化合物，不能被植物有效吸收；另外，pH值會(huì)影響根際微生物活動(dòng)，有些有益微生物可以幫助植物吸收養(yǎng)分、分解有機(jī)物、分泌有機(jī)酸改善土壤環(huán)境等，而微生物活動(dòng)需要在一定的pH值范圍內(nèi)進(jìn)行。

EC值水的電導(dǎo)率可衡量水中可溶性礦物質(zhì)總的濃度，電導(dǎo)率越高濃度越大?？扇苄缘V物質(zhì)反映土壤的礦物質(zhì)含量情況，如果長(zhǎng)時(shí)間含量過高會(huì)毒害植物，部分植物對(duì)礦物質(zhì)含量比較敏感，比如紅掌在高電導(dǎo)值環(huán)境中花會(huì)變小，產(chǎn)量會(huì)降低，花莖會(huì)變短。部分作物對(duì)鹽的耐受程度具體如下表1，在作物栽培時(shí)應(yīng)該測(cè)定土壤的EC值，若超過作物要求的臨界值時(shí)，作物的生長(zhǎng)將受影響，具體如表2。  

表1 部分作物對(duì)鹽的耐受程度

因而，可以通過測(cè)定土壤的pH、EC值來判斷土壤、水質(zhì)的安全性，為選擇合適的肥料和作物做準(zhǔn)備。

表2  土壤飽和浸出液的電導(dǎo)率與鹽分（%）和作物生長(zhǎng)關(guān)系

1.5 空氣溫濕度對(duì)小麥的影響

氣候?qū)π←溒焚|(zhì)的影響大，其中尤以溫度和水分為重要。小麥開花至成熟期間是籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期，也是溫度影響小麥子粒品質(zhì)的重要階段。溫度對(duì)小麥品質(zhì)的影響是多方面的：在灌漿期間，空氣濕度，水分，溫度都會(huì)影響蛋白質(zhì)含量，但這一時(shí)期溫度是重要的變量，如果晝/夜溫度從22℃/12℃上升到27℃/12℃時(shí)，蛋白質(zhì)含量從9%提高到13%，蛋白質(zhì)含量明顯提高，籽粒蛋白質(zhì)含量與灌漿過程中的平均日均溫呈正相關(guān)；相關(guān)研究指出在小麥成熟前的15-20天期間，高氣溫對(duì)蛋白質(zhì)影響大，當(dāng)高溫度在32℃以上，蛋白質(zhì)含量反而降低，故成熟前2~3周內(nèi)高氣溫超過32℃對(duì)提高籽粒蛋白質(zhì)反而不利；抽穗-成熟期間的平均晝夜溫差與籽粒蛋白含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)。因些觀測(cè)空氣溫濕度，以提高預(yù)警和提前安排防治措施有著至關(guān)緊要的意義。

二、建設(shè)小麥大田土壤及環(huán)境監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可取得的預(yù)期效益

建設(shè)小麥大田環(huán)境監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水，減少灌溉、排水次數(shù)，節(jié)約用水量、人工、能耗等，大幅提高水資源利用率；減少因墑改種、早種、晚種的種子、肥料、農(nóng)藥等損失，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收；根據(jù)墑情，農(nóng)田環(huán)境及時(shí)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加效益；及早采取抗旱排澇減災(zāi)措施，減少因?yàn)?zāi)損失等。

三、建設(shè)小麥大田土壤及環(huán)境監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目標(biāo)

1、數(shù)據(jù)采集科學(xué)化。通過小麥大田土壤及環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備掌握小麥不同生育階段的需水規(guī)律，自動(dòng)采集土壤地質(zhì)信息：田間含水量、土壤干旱斷裂含水量、田間降雨量、空氣溫度、空氣溫度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。

2、數(shù)據(jù)分析定量化。通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，收集數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，達(dá)到“三個(gè)掌握”：一是掌握小麥生長(zhǎng)發(fā)育期的用水量；二是掌握小麥?zhǔn)芎禈O限，及時(shí)預(yù)警；三是掌握不同土壤含水量與小麥生長(zhǎng)發(fā)育和旱澇現(xiàn)象之間的關(guān)系。

3、數(shù)據(jù)應(yīng)用精準(zhǔn)化。通過定量分析數(shù)據(jù)，達(dá)到“三個(gè)掌握”后，可迅速判斷作物受旱和受澇情況，并及時(shí)預(yù)警。達(dá)到對(duì)受旱、受澇數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化。

四、小麥大田土壤及環(huán)境監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

1、管理中心系統(tǒng)（軟件）。數(shù)據(jù)上傳下載、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用系統(tǒng)、軟件二次開發(fā)、軟件接口、控制系統(tǒng)等。

2、通訊系統(tǒng)。GPRS無線通信系統(tǒng)。將數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送到管理中心、無線傳輸數(shù)據(jù)和視頻。

3、數(shù)據(jù)采集。支架、太陽(yáng)能板（供電系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)采集器（接收傳感器采集數(shù)據(jù)）、傳感器部分（采集土壤的溫度、濕度、HP值，空氣的溫度、濕度，雨量傳感器、氣象傳感器等）。

五、系統(tǒng)配置清單