[发明专利]温室基质栽培的智能水肥决策方法及系统

说明书

本发明公开了一种温室基质栽培的智能水肥决策方法及系统，该方法包括：S1、设定作物每个生育阶段的基质含水率、基质电导率和水肥配比值；S2、计算作物每个生育阶段所需的各养分元素量，确定每天的参考施肥量；S3、采集并存储空气和土壤的监测数据；S4、确定第二次灌溉的灌水启动时刻和灌水量；S5、确定第二次灌溉的随水施肥启动时刻和肥量；S6、获取当前生育阶段的实际已施用肥量，计算作物所需的剩余养分元素总量，并重新计算当前生育阶段剩余天数的每天参考施肥量，再重复步骤S4和步骤S5。本发明的智能水肥决策方法，可以实现作物在每个生育阶段随水施肥策略和水肥一体的全程化智能决策管理，提高水肥灌溉的精度和水肥利用的效率。

技术领域

本申请涉及农业灌溉技术领域，更具体地，涉及一种温室基质栽培的智能水肥决策方法及系统。

背景技术

随着现代温室的发展，越来越多的温室栽培采用固体基质代替了土壤，并使用水肥一体机进行自动化灌溉，至于作物的灌溉启动条件和灌溉量，基本是靠经验设定一天的灌溉次数，每一次的灌溉开始时间以及每一次的灌溉量或者时长，容易造成较大的水肥误差，影响作物更好地生长。因此，利用物联网等技术，进行水肥的灌溉条件及灌溉量的自动决策，实现水肥的智能控制，能避免人工判断失误、节约资源、节省人力。

在现有技术中，对于灌溉的启动条件多数是利用基质含水率的下限来启动灌溉，或者是用太阳累积辐射值和积温再结合基质含水率作为启动条件，灌水量的计算则多数利用水量平衡法或基质含水率的上下限来控制，大多研究的是用水策略，但对随水施肥却缺乏智能的指导策略。

此外，现有技术中的自动化灌溉基本只是提供了灌溉方式的自动化思路，有的实现是利用默认配好的营养液，没有根据作物不同生育阶段对养分的需求变化来提供完整的施肥策略，同时营养液的灌溉量等数据过于依赖经验估计，有的只根据太阳光辐射一个环境因素来微调灌溉时机和灌溉量，灌溉不够准确，影响作物生长。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种温室基质栽培的智能水肥决策方法及系统的新技术方案，能够解决现有技术中的自动化灌溉对随水施肥缺乏智能的指导策略问题。

本发明的第一方面，提供了一种温室基质栽培的智能水肥决策方法，包括以下步骤：

S1、设定作物每个生育阶段的基质含水率下限V_L、基质电导率的上限EC_H和下限EC_L和水肥配比值的上限R_H；

S2、根据目标产量法，计算作物每个生育阶段所需的各养分元素量，确定每天的参考施肥量；

S3、采集并存储空气和土壤的监测数据；

S4、根据所述监测数据，在采集到所述基质含水率低于下限V_L时，启动灌水；根据定植时间和第一次启动时刻，计算第一次灌溉的灌水量，根据第二次灌溉的灌水启动时刻和第一次灌水的间隔时间，计算灌水量；

S5、根据所述监测数据，每一次即将灌溉时，在采集到所述基质电导率高于上限EC_H时，只启动灌水；在采集到所述基质电导率低于上限EC_H且高于下限EC_L时，以时长占比和所述水肥配比值的上限R_H确定肥量，启动随水施肥；在采集到所述基质电导率低于下限EC_L时，根据所述水肥配比值的上限R_H确定肥量，启动随水施肥；

S6、重复所述步骤S4和所述步骤S5到一天结束后，获取当前生育阶段的实际已施用肥量，计算作物所需的剩余养分元素总量，并重新计算当前生育阶段剩余天数的每天参考施肥量，再重复所述步骤S4和所述步骤S5；

其中，所述监测数据包括基质含水率、基质电导率、空气温湿度、风速和太阳净辐射数据。

进一步地，在所述步骤S2中，所述每个生育阶段的目标产量法的计算公式为：