一種解決溫差過(guò)大下作物問(wèn)題的自動(dòng)施肥系統(tǒng)和設(shè)備及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及作物施肥領(lǐng)域，具體是指一種解決溫差過(guò)大下作物問(wèn)題的自動(dòng)施肥系 統(tǒng)和設(shè)備及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 溫度是植物生長(zhǎng)的重要條件之一，溫度是植物生長(zhǎng)、開(kāi)花以及結(jié)果的重要信號(hào)。植 物的生理活動(dòng)生長(zhǎng)發(fā)育都要在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)溫度低于或高于植物所能忍受的 溫度范圍時(shí)，生長(zhǎng)逐漸緩慢、停止，發(fā)育受阻，植物開(kāi)始受害甚至死亡。作物的光合器官對(duì)溫 度極為敏感，晝夜溫差可調(diào)節(jié)光合器官機(jī)能。葉綠素?zé)晒庾鳛樽魑锕夂献饔醚芯康奶结?，?有效反映作物光合機(jī)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)。
[0003] 已有研究表明：作物葉片的葉綠素合成、光系統(tǒng)活性、葉氣交換和酶等都會(huì)受到晝 夜溫差的影響。晝夜溫差可影響植株葉片和果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)成分，從而可調(diào)節(jié)設(shè)施作物的收獲 期、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)。研究表明，負(fù)晝夜溫差比正晝夜溫差更能促進(jìn)風(fēng)鈴草花芽分化，導(dǎo)致 提前開(kāi)花。研究還證實(shí)，正晝夜溫差能延遲溫室番茄開(kāi)花和收獲期，且晝夜溫差愈大，收獲 期延遲愈長(zhǎng)。有的研究也表明，晝夜溫差愈小，溫室黃瓜花芽分化愈提前，負(fù)晝夜溫差處理 可減少黃瓜開(kāi)花數(shù)，正溫差處理能有效改善黃瓜品質(zhì)和提高果實(shí)產(chǎn)量，以上研究表明溫差 對(duì)作物的生長(zhǎng)影響是比較大的。
[0004] 當(dāng)自然環(huán)境溫度不能滿足作物的適宜溫差時(shí)，或者溫度不適宜，人們開(kāi)始人工干 預(yù)溫度對(duì)作物的影響。
[0005] CN201410045246.0本發(fā)明為一種農(nóng)作物根區(qū)晝夜溫差控制系統(tǒng)，主要由布置于農(nóng) 作物根區(qū)的流體循環(huán)管、感溫元件和儲(chǔ)熱箱流，儲(chǔ)冷箱流，流體加熱、制冷裝置，溫度顯示 器，溫控器及相互連接的管路和線路構(gòu)成；該系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)作物的不同品種及不同時(shí)期所需 的晝夜最適溫度設(shè)定溫控器的操作溫度，對(duì)農(nóng)作物根區(qū)提供白天和夜晚兩種不同的溫度， 來(lái)調(diào)節(jié)作物對(duì)溫度的需要。
[0006] 雖然上述專利提供了溫差控制的系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)也僅僅是補(bǔ)償作物對(duì)溫度的依 賴因素，目前對(duì)于溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ泻芏?，但是卻很少有研究報(bào)道對(duì)作物增加施肥量來(lái)彌 補(bǔ)作物所需，并且也沒(méi)有研究報(bào)道作物處與溫差下對(duì)作物施肥的方法和設(shè)備。在農(nóng)作物的 生長(zhǎng)過(guò)程中，肥料是必不可少的，為植物施以合適的肥料不僅可提高作物生長(zhǎng)速度，還能 彌補(bǔ)溫差過(guò)大下的生長(zhǎng)差值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種解決溫差過(guò)大下作物問(wèn)題的自動(dòng)施肥系統(tǒng)，其 特征在于該系統(tǒng)包括溫度檢測(cè)模塊、中央分析控制模塊以及自動(dòng)施肥模塊；
[0008] 其中溫度檢測(cè)模塊包含溫度檢測(cè)設(shè)備，測(cè)定作物所處環(huán)境下的溫度數(shù)據(jù)；
[0009 ]中央分析控制模塊中包括溫度分析模塊、運(yùn)算模塊、輸入模塊，輸入模塊連接溫度 分析模塊和運(yùn)算模塊；
[0010]所述溫度分析模塊接收溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和溫差分級(jí)，并輸出溫差級(jí)別到運(yùn)算模 塊；
[0011]所述運(yùn)算模塊中設(shè)有溫差級(jí)別與施肥信息之間的運(yùn)算公式，根據(jù)運(yùn)算公式得到與 溫差級(jí)別相匹配的施肥信息，并傳輸?shù)阶詣?dòng)施肥模塊；
[0012] 所述輸入模塊包括施肥信息參數(shù)的調(diào)整輸入端、溫度信息輸入端和作物相關(guān)信息 輸入端；
[0013] 自動(dòng)施肥模塊根據(jù)施肥信息對(duì)作物施肥。
[0014] 優(yōu)選的，所述溫度檢測(cè)設(shè)備中包括溫度傳感器、溫度數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。
[0015] 優(yōu)選的，所述溫差級(jí)別K = -Ii~11，
[0016] 所述K是由日最高溫度和日最低溫度的差值來(lái)確定，確定方法為日最高溫度-日最 低溫度-作物適宜溫差=3K~3(K+1)時(shí)，K為整數(shù)；
[0017] 當(dāng)日最高溫度-日最低溫度-作物適宜溫差> 36 °C時(shí)，所述K = 11;
[0018] 當(dāng)日最高溫度-日最低溫度-作物適宜溫差<-33°C時(shí)，所述K = -Il;
[0019] 所述作物適宜溫差=作物適宜最高溫度-作物適宜最低溫度；
[0020] 所述日最高溫度是指上午11時(shí)到下午3時(shí)的日間最高溫度；
[0021] 所述日最低溫度是指下午6時(shí)到第二天上午6時(shí)的夜間最低溫度。
[0022]優(yōu)選的，所述溫差級(jí)別還可通過(guò)預(yù)先人工輸入或者通過(guò)連接互聯(lián)網(wǎng)獲取;所述預(yù) 先人工輸入是指工作人員根據(jù)未來(lái)一天或者一周的溫度情況來(lái)預(yù)先設(shè)定溫差級(jí)別;所述通 過(guò)連接互聯(lián)網(wǎng)獲取是指溫度分析模塊中設(shè)有能夠自動(dòng)獲取未來(lái)一天或一周溫度信息的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)有線或無(wú)線方式連接。
[0023] 優(yōu)選的，所述中央分析控制模塊中的運(yùn)算公式為：$ (KP,W)=八
[0024] 所述運(yùn)算公式中識(shí)表示溫差級(jí)別與作物相關(guān)信息以及土壤濕度的組合；
[0025] 所述運(yùn)算公式f表示溫差級(jí)別與作物相關(guān)信息的組合爐與施肥信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān) 系；
[0026] 所述施肥信息包括肥料品種、肥料總重量、濃度、施肥時(shí)間以及自動(dòng)施肥方式；
[0027] 運(yùn)算公式中所述K表示溫差級(jí)別；所述P表示作物相關(guān)信息；所述H表示土壤濕度； 所述F表示肥料的品種;所述R表示所述肥料各品種的重量比例;所述W表示所述每畝所施肥 料的重量;所述C表示肥料的濃度;所述T表示施肥時(shí)間，施肥時(shí)間是指達(dá)到溫差級(jí)別后開(kāi)始 施肥的時(shí)間，即施肥起始時(shí)間;所述M表示自動(dòng)施肥方式;所述0表示其他施肥信息；
[0028] 所述其他施肥信息包括施肥周期、自動(dòng)施肥流量；
[0029] 其中運(yùn)算公式中的!({{、!!、!^^、(^!^、?可以在自動(dòng)施肥前通過(guò)輸入模塊進(jìn)行人 工設(shè)定、調(diào)整或保存。
[0030] 優(yōu)選的，所述作物相關(guān)信息包括作物品種、作物占地面積、作物生長(zhǎng)時(shí)期、作物的 適宜溫差；
[0031] 所述作物品種包括番茄、黃瓜、白菜、馬鈴薯、豆角、蘿卜、西瓜、大豆、玉米、水稻、棉 花；
[0032] 所述作物生長(zhǎng)時(shí)期包括播種期、幼苗期、快速生長(zhǎng)期、開(kāi)花期、結(jié)果期。
[0033] 優(yōu)選的，自動(dòng)施肥前可選擇預(yù)存的運(yùn)算公式中的各自動(dòng)施肥信息值。
[0034] 優(yōu)選的，所述肥料品種F包括氮肥、鉀肥、磷肥、復(fù)合肥、復(fù)混肥、微生物肥、水溶性 肥料、土壤調(diào)理劑及功能性肥料；
[0035] 所述氮肥包括碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨、氨水、液氨、硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸銨、硝 酸銨鈣、硫硝酸銨、尿素；
[0036] 所述鉀肥包括氯化鉀、硫酸鉀、草木灰、鉀瀉鹽、磷酸一鉀(磷酸二氫鉀）；
[0037] 所述磷肥包括磷酸一銨、磷酸二銨、雙燒磷肥、鈣鎂磷肥、重過(guò)磷酸鈣、過(guò)磷酸鈣、 顆粒磷肥、富過(guò)磷酸鈣、磷酸銨、白磷肥、磷酸氫鈣；
[0038] 所述微生物肥料包括農(nóng)用微生物菌劑、復(fù)合微生物肥和生物有機(jī)肥；
[0039 ]所述水溶性肥料包括大量元素水溶肥、中微量元素水溶肥、微量元素水溶肥、氨基 酸水溶肥、腐殖酸水溶肥；
[0040] 所述功能性肥料包括葉面肥、絡(luò)合態(tài)微肥、二氧化碳肥、有益元素肥料。
[0041] 所述施肥方式M包括撒施、條施、溝施、穴施、沖施、微灌施肥、葉面噴施及精準(zhǔn)施 肥。
[0042]優(yōu)選的，其中所述溫差級(jí)別K 2 4級(jí)時(shí)，所述施肥時(shí)間Oh < T < 2h，每畝所施肥料的 重量為Ikg SWS 50kg，肥料品種為氮肥、鉀肥、磷肥、復(fù)合肥、復(fù)混肥、微生物肥、水溶性肥 料、土壤調(diào)理劑及功能性肥料的一種或幾種；
[0043] 所述溫差級(jí)別K 2 8級(jí)時(shí)，所述施肥時(shí)間Oh < T < 0.5h，每畝所施肥料的重量為IOkg < WS 50kg，肥料品種為氮肥、鉀肥、磷肥、復(fù)合肥、復(fù)混肥、微生物肥、水溶性肥料、土壤調(diào)理 劑及功能性肥料的一種或幾種。
[0044] 優(yōu)選的，所述自動(dòng)施肥模塊中包括肥料組成自動(dòng)調(diào)配系統(tǒng)以及自動(dòng)施肥噴灌或微 灌系統(tǒng)；
[0045] 所述肥料組成自動(dòng)調(diào)配系統(tǒng)是指能夠接受中央分析控制裝置的施肥信息數(shù)據(jù)，自 動(dòng)配置所需肥料的系統(tǒng)，包括稱量系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、肥料運(yùn)輸系統(tǒng)；
[0046] 所述自動(dòng)施肥噴灌系統(tǒng)包括固定式噴灌系統(tǒng)、半固定式噴灌系統(tǒng)以及移動(dòng)式噴灌 系統(tǒng)；
[0047] 所述自動(dòng)施肥微灌系統(tǒng)包括滴灌系統(tǒng)、微噴灌系統(tǒng)、小管出流灌系統(tǒng)以及滲灌系 統(tǒng)。
[0048] 本發(fā)明還提供一種解決溫差過(guò)大下作物問(wèn)題的自動(dòng)施肥設(shè)備組，其特征在于包括 溫度檢測(cè)設(shè)備、中央分析控制設(shè)備以及自動(dòng)施肥設(shè)備并依次連接；
[0049] 所述溫度檢測(cè)設(shè)備是指測(cè)定作物所處環(huán)境下的溫度強(qiáng)度的設(shè)備，包括溫度傳感 器、溫度信息輸出裝置，溫度傳感器通過(guò)信號(hào)連接溫度信息輸出裝置；
[0050] 所述中央分析控制設(shè)備是指能夠?qū)z測(cè)到的溫度信息進(jìn)行分析得到溫差級(jí)別，能 夠通過(guò)運(yùn)算將溫差級(jí)別、作物相關(guān)信息與施肥信息相匹配，并且還設(shè)有輸入施肥信息參數(shù) 和溫度信息數(shù)據(jù)的設(shè)備，；
[0051] 所述自動(dòng)施肥設(shè)備是指能夠接受中央分析控制系統(tǒng)輸出的施肥信息數(shù)據(jù)并進(jìn)行 自動(dòng)施肥操作的系統(tǒng)，包括肥料組成自動(dòng)調(diào)配裝置和自動(dòng)施肥噴灌或滴灌裝置。
[0052] 本發(fā)明還提供應(yīng)用上述系統(tǒng)或設(shè)備組解決溫差過(guò)大下作物生長(zhǎng)異常的自動(dòng)施肥 方法，其中所述作物品種包括番茄、黃瓜、白菜、馬鈴薯、豆角、蘿卜、西瓜、大豆、玉米、水稻、 棉花;所述肥料品種包括氮肥、鉀肥、磷肥、復(fù)合肥、復(fù)混肥、微生物肥、水溶性肥料、土壤調(diào) 理劑及功能性肥料。
[0053]本發(fā)明的有益效果：
[0054] 1、解決溫差不適宜的情況下，自動(dòng)施肥以補(bǔ)償作物生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)元素的缺失；
[0055] 2、節(jié)約人力成本，自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境溫度情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化施肥；
[0056] 3、自動(dòng)調(diào)節(jié)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成，縮短培養(yǎng)周期，提高品質(zhì)，而且能夠大大 減少能耗，降低成本；
[0057] 4、該方法具有監(jiān)控和管理功能，使溫差過(guò)大下自動(dòng)施肥系統(tǒng)更加智能化和人性 化。
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0059] 實(shí)施例1
[0060]以幼苗期大白菜作為實(shí)驗(yàn)作物，采用本發(fā)明提供的系統(tǒng)來(lái)解決大白菜溫差過(guò)大下 的自動(dòng)施肥問(wèn)題，該系統(tǒng)包括溫度檢測(cè)模塊、中央分析控制模塊以及自動(dòng)施肥模塊；
[0061]其中溫度檢測(cè)模塊包含溫度檢測(cè)設(shè)備，測(cè)定作物所處環(huán)境下的溫度數(shù)據(jù)；
[0062 ]中央分析控制模塊中包括溫度分析模塊、運(yùn)算模塊、輸入模塊，輸入模塊連接溫度 分析模塊和運(yùn)算模塊；
[0063] 所述溫度分析模塊接收溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和溫差分級(jí)，并輸出溫差級(jí)別到運(yùn)算模 塊；
[0064] 所述運(yùn)算