【摘要】：目前國內開發(fā)的溫室營養(yǎng)液調控系統主要可分為兩類:A-B箱式開環(huán)式營養(yǎng)液調控系統和具有閉環(huán)控制功能的調控系統。這兩類系統都實現了溫室的自動控制。但不足之處在于不能依據作物的需求進行營養(yǎng)液澆灌,導致作物養(yǎng)分利用率不高,不符合現代農業(yè)的高效、高產和優(yōu)質的要求。因此,迫切需要加強作物養(yǎng)分狀況表征方法的研究,依據表征指標探究作物養(yǎng)分需求規(guī)律,最終開發(fā)出一種能夠依據作物養(yǎng)分需求規(guī)律進行營養(yǎng)液管理營養(yǎng)液調控系統。本文選用特征葉長來表征番茄養(yǎng)分供應狀況。特征葉長指的是特征葉位所在葉片的長度,特征葉位指的是與整個植株長勢最相關的葉片所在的葉位。提出一種基于特征葉長的溫室營養(yǎng)液管理策略,最終以開發(fā)出一套基于特征葉長的營養(yǎng)液管理系統。本文設計不同濃度的營養(yǎng)液對溫室番茄進行澆灌的試驗。測定不同節(jié)位葉片的生長狀況,進而確定特征葉位;通過分析特征葉長與營養(yǎng)液濃度的關系,建立基于特征葉長的營養(yǎng)液管理策略;通過程序編寫和硬件組裝,開發(fā)出一套基于特征葉長的營養(yǎng)液管理系統。具體研究內容如下:(1)特征葉長的選擇本文通過研究在不同營養(yǎng)液濃度條件下,番茄的整個生長發(fā)育時期的葉長、株高和果實直徑對于營養(yǎng)液濃度變化的響應狀況,得出如下結論:在苗期,特征葉位與總葉片數之間的關系為y(28)1.12x-5.33(7)7?x?(16)(19)(8)。開花結果期,特征葉位與總葉片數之間的關系為y(28)1.13x-5.61(7)15?x?(17)(22)(8)。(2)葉片長度的預測模型為了探究營養(yǎng)液濃度與溫室番茄葉長的相互關系,設計了不同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄葉長的試驗(試驗1),量化了不同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄葉片的平均生長速率和最大葉長的影響,建立了溫室番茄葉長的預測模型,并用與建模數據相獨立的試驗數據對該模型進行驗證。結果表明,營養(yǎng)液濃度顯著影響溫室番茄葉片的平均生長速率和最大葉長,模型對溫室番茄葉長平均生長速率的預測結果與1:1直線之間的R~2為0.30,RMSE為0.22cm/℃;模型對溫室番茄最大葉長的預測結果與1:1直線之間的R~2為0.77,RMSE為7.78cm。模型對溫室番茄實際葉長的預測結果與1:1直線之間的R~2為0.71,RMSE為9.71cm。這較好的模擬了溫室番茄葉片的生長,提高了我國溫室營養(yǎng)液供應決策模型的可靠性和實用性。(3)營養(yǎng)液調控系統的硬件和軟件的設計為了提高溫室番茄營養(yǎng)液灌溉的效果,本文結合基于溫室番茄葉長的營養(yǎng)液供應決策模型設計了一套溫室番茄營養(yǎng)液控制系統,實現了根據溫室番茄的特征葉長進行營養(yǎng)液濃度的自動調控。介紹了控制系統的硬件結構組成和系統組成,包含軟件設計、PLC控制設計、液位監(jiān)測設計、界面設計以及配方表設計,并且給出了詳細功能說明和程序流程圖。本文提出的控制系統以S7-200PLC為核心控制器,采用液位變送器、溫度變送器和時鐘控制,實現了對溫室番茄營養(yǎng)液的微調灌溉,提高營養(yǎng)液的利用效率,減少了經濟成本,同時在提高溫室番茄經濟效益基礎上節(jié)約了營養(yǎng)液的灌溉。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S641.2;S626
【圖文】：

Fig 2.1 Plug seedingFig 2.2 Perlite of 3.4mm定植后用不同濃度的營養(yǎng)液對番茄進行澆灌，分別量取 50ml、100ml、150ml、200ml的營養(yǎng)液母液A和B（營養(yǎng)液母液配方見表2.1），倒入10L的清水中溶解，然后用磷酸調節(jié) PH 為 6.24-6.57 之間。將番茄分成 5 個組，每組 20 株。上述營養(yǎng)液分別對應于 T1、T2、T3、T4，剩余 1 組 T0 用清水進行澆灌作為對照，其

向的果實直徑取平均值作為最終果實直徑（見圖 2.4）。溫室番茄莖稈、單葉片和果實的干質量使用精度為 0.01g 的電子天平獲取氣象數據由溫室自動控制系統（datalogger，Campbell Scientific CR10T）自動采集，溫度探頭位于溫室中部，距地面 1.5m。輻射探頭位于溫度探頭的正上方，距地面 2m。數據采集頻率為每 10s 一次，并儲存每 30min 的數據平均值。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王秋紅;周建朝;王孝純;;采用SPAD儀進行甜菜氮素營養(yǎng)診斷技術研究[J];中國農學通報;2015年36期

2 孫俊;張梅霞;毛罕平;李正明;楊寧;武小紅;;基于高光譜圖像的桑葉農藥殘留種類鑒別研究[J];農業(yè)機械學報;2015年06期

3 張海輝;陶彥蓉;胡瑾;;融合葉綠素含量的黃瓜幼苗光合速率預測模型[J];農業(yè)機械學報;2015年08期

4 劉紅玉;毛罕平;朱文靜;張曉東;高洪燕;;基于高光譜的番茄氮磷鉀營養(yǎng)水平快速診斷[J];農業(yè)工程學報;2015年S1期

5 項海波;劉東武;張苗;呂棟棟;劉慧彥;蘇志明;許宏民;許健;陶琳;苗貴東;;基于葉綠素熒光強度分析蔬菜重金屬污染[J];食品研究與開發(fā);2013年22期

6 孫俊;武小紅;張曉東;高洪燕;;基于高光譜圖像的生菜葉片水分預測研究[J];光譜學與光譜分析;2013年02期

7 姜會飛;溫德永;;基于線性生長假設利用極端溫度計算日積溫的方法[J];中國農業(yè)大學學報;2013年01期

8 王遠;王德建;張剛;;基于數碼相機的水稻氮素營養(yǎng)診斷[J];中國農學通報;2012年24期

9 董永義;王聰;郭園;;溫室園藝作物生長模擬模型的研究進展[J];內蒙古民族大學學報(自然科學版);2012年04期

10 王賀;白由路;楊俐蘋;盧艷麗;王磊;;利用有效積溫建立夏玉米追肥時期決策模型[J];中國生態(tài)農業(yè)學報;2012年04期

相關博士學位論文 前2條

1 胡瑾;基于作物光合需求的設施光環(huán)境調控方法與技術研究[D];西北農林科技大學;2016年

2 馬麗麗;番茄生長模型及日光溫室小氣候建模的研究[D];沈陽農業(yè)大學;2009年

相關碩士學位論文 前4條

1 徐賽龍;基于葉綠素熒光圖像的溫室作物監(jiān)測系統開發(fā)[D];浙江大學;2016年

2 王健;番茄生長發(fā)育模型研究及其專家系統設計[D];北京理工大學;2015年

3 薛楠;設施農業(yè)溫室大棚嵌入式控制器開發(fā)[D];沈陽工業(yè)大學;2013年

4 繆新鋒;溫室作物生長發(fā)育模擬模型[D];吉林大學;2005年

本文編號：2737367