一種解決溫差過大下作物問題的自動施肥系統(tǒng)和設備及其方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及作物施肥領域，具體是指一種解決溫差過大下作物問題的自動施肥系 統(tǒng)和設備及其方法。
【背景技術】
[0002] 溫度是植物生長的重要條件之一，溫度是植物生長、開花以及結果的重要信號。植 物的生理活動生長發(fā)育都要在一定的溫度范圍內(nèi)進行。當溫度低于或高于植物所能忍受的 溫度范圍時，生長逐漸緩慢、停止，發(fā)育受阻，植物開始受害甚至死亡。作物的光合器官對溫 度極為敏感，晝夜溫差可調(diào)節(jié)光合器官機能。葉綠素熒光作為作物光合作用研究的探針，可 有效反映作物光合機構的實際狀態(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受到晝 夜溫差的影響。晝夜溫差可影響植株葉片和果實的營養(yǎng)成分，從而可調(diào)節(jié)設施作物的收獲 期、產(chǎn)量和果實品質。研究表明，負晝夜溫差比正晝夜溫差更能促進風鈴草花芽分化，導致 提前開花。研究還證實，正晝夜溫差能延遲溫室番茄開花和收獲期，且晝夜溫差愈大，收獲 期延遲愈長。有的研究也表明，晝夜溫差愈小，溫室黃瓜花芽分化愈提前，負晝夜溫差處理 可減少黃瓜開花數(shù)，正溫差處理能有效改善黃瓜品質和提高果實產(chǎn)量，以上研究表明溫差 對作物的生長影響是比較大的。
[0004] 當自然環(huán)境溫度不能滿足作物的適宜溫差時，或者溫度不適宜，人們開始人工干 預溫度對作物的影響。
[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、感溫元件和儲熱箱流，儲冷箱流，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成；該系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)作物的不同品種及不同時期所需 的晝夜最適溫度設定溫控器的操作溫度，對農(nóng)作物根區(qū)提供白天和夜晚兩種不同的溫度， 來調(diào)節(jié)作物對溫度的需要。
[0006] 雖然上述專利提供了溫差控制的系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)也僅僅是補償作物對溫度的依 賴因素，目前對于溫度補償?shù)姆椒ㄓ泻芏?，但是卻很少有研究報道對作物增加施肥量來彌 補作物所需，并且也沒有研究報道作物處與溫差下對作物施肥的方法和設備。在農(nóng)作物的 生長過程中，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速度，還能 彌補溫差過大下的生長差值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種解決溫差過大下作物問題的自動施肥系統(tǒng)，其 特征在于該系統(tǒng)包括溫度檢測模塊、中央分析控制模塊以及自動施肥模塊；
[0008] 其中溫度檢測模塊包含溫度檢測設備，測定作物所處環(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、運算模塊、輸入模塊，輸入模塊連接溫度 分析模塊和運算模塊；
[0010]所述溫度分析模塊接收溫度數(shù)據(jù)進行分析和溫差分級，并輸出溫差級別到運算模 塊；
[0011]所述運算模塊中設有溫差級別與施肥信息之間的運算公式，根據(jù)運算公式得到與 溫差級別相匹配的施肥信息，并傳輸?shù)阶詣邮┓誓K；
[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信息 輸入端；
[0013] 自動施肥模塊根據(jù)施肥信息對作物施肥。
[0014] 優(yōu)選的，所述溫度檢測設備中包括溫度傳感器、溫度數(shù)據(jù)輸出設備。
[0015] 優(yōu)選的，所述溫差級別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，K為整數(shù)；
[0017] 當日最高溫度-日最低溫度-作物適宜溫差> 36 °C時，所述K = 11;
[0018] 當日最高溫度-日最低溫度-作物適宜溫差<-33°C時，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時到下午3時的日間最高溫度；
[0021] 所述日最低溫度是指下午6時到第二天上午6時的夜間最低溫度。
[0022]優(yōu)選的，所述溫差級別還可通過預先人工輸入或者通過連接互聯(lián)網(wǎng)獲取;所述預 先人工輸入是指工作人員根據(jù)未來一天或者一周的溫度情況來預先設定溫差級別;所述通 過連接互聯(lián)網(wǎng)獲取是指溫度分析模塊中設有能夠自動獲取未來一天或一周溫度信息的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)通過有線或無線方式連接。
[0023] 優(yōu)選的，所述中央分析控制模塊中的運算公式為：$ (KP,W)=八
[0024] 所述運算公式中識表示溫差級別與作物相關信息以及土壤濕度的組合；
[0025] 所述運算公式f表示溫差級別與作物相關信息的組合爐與施肥信息之間的對應關 系；
[0026] 所述施肥信息包括肥料品種、肥料總重量、濃度、施肥時間以及自動施肥方式；
[0027] 運算公式中所述K表示溫差級別；所述P表示作物相關信息；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表示施肥時間，施肥時間是指達到溫差級別后開始 施肥的時間，即施肥起始時間;所述M表示自動施肥方式;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、自動施肥流量；
[0029] 其中運算公式中的!({{、!!、!^^、(^!^、?可以在自動施肥前通過輸入模塊進行人 工設定、調(diào)整或保存。
[0030] 優(yōu)選的，所述作物相關信息包括作物品種、作物占地面積、作物生長時期、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] 所述作物生長時期包括播種期、幼苗期、快速生長期、開花期、結果期。
[0033] 優(yōu)選的，自動施肥前可選擇預存的運算公式中的各自動施肥信息值。
[0034] 優(yōu)選的，所述肥料品種F包括氮肥、鉀肥、磷肥、復合肥、復混肥、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、重過磷酸鈣、過磷酸鈣、 顆粒磷肥、富過磷酸鈣、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、復合微生物肥和生物有機肥；
[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、葉面噴施及精準施 肥。
[0042]優(yōu)選的，其中所述溫差級別K 2 4級時，所述施肥時間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、復合肥、復混肥、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] 所述溫差級別K 2 8級時，所述施肥時間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、復合肥、復混肥、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，所述自動施肥模塊中包括肥料組成自動調(diào)配系統(tǒng)以及自動施肥噴灌或微 灌系統(tǒng)；
[0045] 所述肥料組成自動調(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)、肥料運輸系統(tǒng)；
[0046] 所述自動施肥噴灌系統(tǒng)包括固定式噴灌系統(tǒng)、半固定式噴灌系統(tǒng)以及移動式噴灌 系統(tǒng)；
[0047] 所述自動施肥微灌系統(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大下作物問題的自動施肥設備組，其特征在于包括 溫度檢測設備、中央分析控制設備以及自動施肥設備并依次連接；
[0049] 所述溫度檢測設備是指測定作物所處環(huán)境下的溫度強度的設備，包括溫度傳感 器、溫度信息輸出裝置，溫度傳感器通過信號連接溫度信息輸出裝置；
[0050] 所述中央分析控制設備是指能夠將檢測到的溫度信息進行分析得到溫差級別，能 夠通過運算將溫差級別、作物相關信息與施肥信息相匹配，并且還設有輸入施肥信息參數(shù) 和溫度信息數(shù)據(jù)的設備，；
[0051] 所述自動施肥設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)并進行 自動施肥操作的系統(tǒng)，包括肥料組成自動調(diào)配裝置和自動施肥噴灌或滴灌裝置。
[0052] 本發(fā)明還提供應用上述系統(tǒng)或設備組解決溫差過大下作物生長異常的自動施肥 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、復合肥、復混肥、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，自動施肥以補償作物生長過程中營養(yǎng)元素的缺失；
[0055] 2、節(jié)約人力成本，自動檢測環(huán)境溫度情況，實現(xiàn)自動化施肥；
[0056] 3、自動調(diào)節(jié)作物的生長發(fā)育和形態(tài)建成，縮短培養(yǎng)周期，提高品質，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，使溫差過大下自動施肥系統(tǒng)更加智能化和人性 化。
【具體實施方式】
[0058]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0059] 實施例1
[0060]以幼苗期大白菜作為實驗作物，采用本發(fā)明提供的系統(tǒng)來解決大白菜溫差過大下 的自動施肥問題，該系統(tǒng)包括溫度檢測模塊、中央分析控制模塊以及自動施肥模塊；
[0061]其中溫度檢測模塊包含溫度檢測設備，測定作物所處環(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、運算模塊、輸入模塊，輸入模塊連接溫度 分析模塊和運算模塊；
[0063] 所述溫度分析模塊接收溫度數(shù)據(jù)進行分析和溫差分級，并輸出溫差級別到運算模 塊；
[0064] 所述運算