Lysimeter in Agricultural Scientific Research: Application Status and Development Trend

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190500201

Abstract

Abstract:

The lysimeter has a great significance to the study of farmland water circulation. The objective of the study is to clarify the application status and the developmental trend of lysimeter, and better apply it to agricultural science research. The authors systematically review the development of lysimeter in China in recent 20 years, and summarize the measuring principle and classification of lysimeter, the development of manufacturing technology of the large-scale weighing lysimeter and micro-lysimeter, and the application of lysimeter in studying the evapotranspiration of crops, groundwater utilization in shallow groundwater areas, condensate water in arid and semi-arid areas, etc. It is considered that the lysimeter should be oriented to the needs of network information development, to achieve network terminal control, online communication and network information sharing and other targets; the observation task and long-term application should be considered comprehensively, and the station (group) development should be combined with other instruments, and the environmental effect should be considered in the meantime; the regional reference standards of micro-lysimeter should be formulated by referring to the soil conditions, hydrology and meteorology of the research area, rather than the large-scale industrial norms; great importance should be attached to exploring the mechanism and application of water transport in all interfaces of the groundwater-soil-plant-atmosphere continuum; and the supporting role of lysimeter should be considered in basic research of disciplines and industries, to expand the scope of research objects.

Key words: Lysimeter, evapotranspiration, groundwater, condensate water, crop

CLC Number:

She Yingjun, Qi Xuebin, Han Yang, Bai Fangfang. Lysimeter in Agricultural Scientific Research: Application Status and Development Trend[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(20): 127-135.

Figures/Tables 2

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类型	分类	主要构成部件	工作（测定）原理	测量对象	优点	不足
非称重式蒸渗仪	供水式	蒸发器、供水筒、水位调节器、渗漏筒	马利奥特原理	潜水蒸发(Eg)	制造简单,成本低,满足一定精度排水式结构简单、成本低、操作方便、随意观测性较强、使用安全、精度高、集水效果明显	误差大,雨后水入渗时间长;未考虑地下水补给
	注水式	蒸发器、渗漏筒等	以水分入渗调节蒸发器土壤水分	E、ET		受尺寸、热量交换影响,未考虑地下水补给
	压/吸气排水式	箱体、开关阀、吸压气泵、量水容器、集水筒	吸、压气泵使集水筒内水流到量水容器	ET		未考虑地下水补给;边界效应,易引起误差
称重式蒸渗仪	大型（智能）称重式	蒸渗、量测、数据采集、终端显示等系统	水量平衡原理	作物（群）ET、E、Eg、大田水位	基本状况与大田接近,适用范围广;代表性较强、自动化程度较高	基础造价较高,有边界效应,基础质量大,土石方量开挖较多,存在环境效应;安装、维修、管理工艺复杂,重复试验、大面积推广较难
	地中蒸渗计	被测筒体、测控系统、配套系统和监测系统	G-SPAC系统	ET、土壤水中化学成分、SGD-作物耗水规律等	联系地上、地下水,真实模拟地下水状态,精度高,体现大田作物生长
	微型称重式	PVC（铁皮）、塑料薄膜、尼龙网等	多为自制称重测量	ET、作物冠层E	简单高效,易于制备, 无扰动、可移动	存在较大人为误差
	盆栽式/小型称重式^[19,20]	漏斗、传感器、蒸渗和数据采集等系统	自动监测系统、信号转换等;水量平衡原理	ET、E、D	无损测量,性能稳定,故障率低,可自动化;精度较高	测量、预测精度较低,需修正;造价较高

类型	分类	主要构成部件	工作（测定）原理	测量对象	优点	不足
非称重式蒸渗仪	供水式	蒸发器、供水筒、水位调节器、渗漏筒	马利奥特原理	潜水蒸发(Eg)	制造简单,成本低,满足一定精度排水式结构简单、成本低、操作方便、随意观测性较强、使用安全、精度高、集水效果明显	误差大,雨后水入渗时间长;未考虑地下水补给
	注水式	蒸发器、渗漏筒等	以水分入渗调节蒸发器土壤水分	E、ET		受尺寸、热量交换影响,未考虑地下水补给
	压/吸气排水式	箱体、开关阀、吸压气泵、量水容器、集水筒	吸、压气泵使集水筒内水流到量水容器	ET		未考虑地下水补给;边界效应,易引起误差
称重式蒸渗仪	大型（智能）称重式	蒸渗、量测、数据采集、终端显示等系统	水量平衡原理	作物（群）ET、E、Eg、大田水位	基本状况与大田接近,适用范围广;代表性较强、自动化程度较高	基础造价较高,有边界效应,基础质量大,土石方量开挖较多,存在环境效应;安装、维修、管理工艺复杂,重复试验、大面积推广较难
	地中蒸渗计	被测筒体、测控系统、配套系统和监测系统	G-SPAC系统	ET、土壤水中化学成分、SGD-作物耗水规律等	联系地上、地下水,真实模拟地下水状态,精度高,体现大田作物生长
	微型称重式	PVC（铁皮）、塑料薄膜、尼龙网等	多为自制称重测量	ET、作物冠层E	简单高效,易于制备, 无扰动、可移动	存在较大人为误差
	盆栽式/小型称重式^[19,20]	漏斗、传感器、蒸渗和数据采集等系统	自动监测系统、信号转换等;水量平衡原理	ET、E、D	无损测量,性能稳定,故障率低,可自动化;精度较高	测量、预测精度较低,需修正;造价较高