本发明涉及灌溉,具体而言,涉及一种水肥一体化灌溉用控制方法及系统。
背景技术:
1、随着现代农业技术的不断发展,水肥一体化灌溉技术逐渐受到重视。这种技术通过科学的水肥配比和精确的灌溉控制,实现了水分和养分的同步供应,有效提高了作物的产量和品质。然而,现有的水肥一体化灌溉控制方法及系统仍存在一些不足。
2、首先,部分系统在监测土壤水分和作物生长状态方面存在精度不足的问题。这导致系统无法准确判断作物的水肥需求,进而影响了灌溉和施肥的精准度。
3、其次,一些系统的智能化程度较低,无法自动调整灌溉和施肥策略,这不仅增加了人工操作的难度,也降低了系统的适应性和灵活性。此外,一些系统还存在能耗较高、维护成本较大等问题,限制了其在现代农业中的广泛应用。
4、因此,如何解决现有灌溉系统智能化程度低、无法自动调整灌溉和施肥策略的问题,成为技术发展的新趋势。
技术实现思路
1、鉴于此,本发明提出了一种水肥一体化灌溉用控制方法及系统,主要是为了解决现有灌溉系统智能化程度低、无法自动调整灌溉和施肥策略的问题。
2、一个方面,本发明提出了一种水肥一体化灌溉用控制方法,该方法包括:
3、获取目标作物的根系生长标准深度;
4、根据所述目标作物的根系生长标准深度确定渗灌区域的管道铺设深度,并在每行所述目标作物下铺设渗灌管道;
5、绘制所述渗灌区域的种植网格图;
6、获取所述目标作物的生长标准水肥需求数据,根据所述生长标准水肥需求数据确定渗灌点位及施肥点位;
7、在所述渗灌点位对应位置的所述渗灌管道上设置渗透器、土壤湿度传感器和土壤电导率传感器,在所述施肥点位对应位置的所述渗灌管道上设置施肥器;
8、预先设定灌溉周期时长,在所述灌溉周期时长内通过所述渗灌管道上的所述渗灌器进行初始灌溉,预先设定一次所述灌溉周期时长内各所述渗灌器的初始周期灌溉量x和各所述施肥器的初始周期施肥溶液量y;
9、获取初始灌溉后的所述土壤湿度传感器的土壤湿度值数据;
10、根据所述土壤湿度值数据调整所述初始周期灌溉量x得到实时周期灌溉量xa,将所述实时周期灌溉量xa作为下一次所述灌溉周期时长内各所述渗灌器的灌溉量;
11、获取初始灌溉后的所述土壤电导率传感器的电导率监测数据,并通过叶绿素计获取所述目标作物的叶绿素含量数据;
12、根据所述电导率监测数据和叶绿素含量数据调整所述初始周期施肥溶液量y得到实时周期施肥溶液量ya,将所述实时周期施肥溶液量ya作为下一次所述灌溉周期时长内各所述施肥器的施肥量。
13、在本技术的一些实施例中,在根据所述目标作物的根系生长标准深度确定渗灌区域的管道铺设深度时,包括:
14、将所述根系生长标准深度记为h,将所述管道铺设深度记为ha;
15、预先设定铺设深度系数h,且0<h<ha;
16、根据根系生长标准深度h和铺设深度系数h计算管道铺设深度ha,ha=h*h。
17、在本技术的一些实施例中,在绘制所述渗灌区域的种植网格图时,包括:
18、获取所述渗灌区域内所述目标作物的种植行距和种植株距;
19、将所述种植行距和种植株距作为网格长度及网格宽度绘制所述渗灌区域的种植网格图。
20、在本技术的一些实施例中,所述生长标准水肥需求数据包括:所述种植网格图中一个网格单位在一次所述灌溉周期时长的初始水分需求量和初始肥料溶液需求量。
21、在本技术的一些实施例中,获取所述目标作物的生长标准水肥需求数据,根据所述生长标准水肥需求数据确定渗灌点位及施肥点位时,包括:
22、在每行所述目标作物下铺设的所述渗灌管道上设置若干所述渗灌点位;
23、将所述初始水分需求量记为l;
24、根据所述初始周期灌溉量x和初始水分需求量l之间的关系确定在每行所述目标作物下铺设的所述渗灌管道上各所述渗灌点位之间的渗灌间距la,la=x/l;
25、根据所述渗灌间距la在所述渗灌管道上设置所述渗灌器。
26、在本技术的一些实施例中,获取所述目标作物的生长标准水肥需求数据,根据所述生长标准水肥需求数据确定渗灌点位及施肥点位时,还包括:
27、在每行所述目标作物下铺设的所述渗灌管道上设置若干所述施肥点位;
28、将所述初始肥料溶液需求量记为a;
29、根据所述初始周期施肥溶液量y和肥料溶液需求量a之间的关系确定在每行所述目标作物下铺设的所述渗灌管道上各所述施肥点位之间的施肥间距aa,aa=y/a;
30、根据所述施肥间距aa在所述渗灌管道上设置所述施肥器。
31、在本技术的一些实施例中,在根据所述土壤湿度值数据调整所述初始周期灌溉量x得到实时周期灌溉量xa时,包括:
32、根据所述初始周期灌溉量x预先设定对应的土壤标准湿度ka;
33、将初始灌溉后的所述土壤湿度传感器的土壤湿度值数据记为k;
34、根据土壤标准湿度ka和土壤湿度值数据k计算土壤湿度差值kb,kb=k-ka;
35、当kb=0时,确定不对所述初始周期灌溉量x进行调整,直接将所述初始周期灌溉量x得到实时周期灌溉量xa;
36、当kb=0时,确定对所述初始周期灌溉量x进行调整,根据所述土壤湿度差值kb设定灌溉量调整系数对所述初始周期灌溉量x进行调整,且所述灌溉量调整系数和土壤湿度差值kb之间成正比关系。
37、在本技术的一些实施例中,根据所述电导率监测数据和叶绿素含量数据调整所述初始周期施肥溶液量y得到实时周期施肥溶液量ya时,包括:
38、将所述电导率监测数据记为n,将叶绿素含量数据记为m;
39、根据初始周期施肥溶液量y预先设定对应的标准电导率na和标准叶绿素含量ma;
40、当不存在n<na或m<ma时,则确定不对所述初始周期施肥溶液量y进行调整,直接将所述初始周期施肥溶液量y作为所述实时周期施肥溶液量ya;
41、当存在n<na或m<ma时,则确定对所述初始周期施肥溶液量y进行调整。
42、在本技术的一些实施例中,当存在n<na或m<ma,则确定对所述初始周期施肥溶液量y进行调整时,包括:
43、计算电导率监测数据n和标准电导率na之间的电导率差值nb,nb=n-na;并计算叶绿素含量数据m和标准叶绿素含量ma之间的叶绿素含量差值mb=m-ma;
44、根据所述电导率差值nb和叶绿素含量差值mb之间的差值较大值设定施肥量调整系数对所述初始周期施肥溶液量y进行调整,且所述施肥量调整系数和差值较大值之间成反比关系。
45、与现有技术相比,本发明存在以下有益效果:本发明通过实时监测土壤湿度和电导率数据,结合目标作物的生长标准水肥需求数据,能够精准地调整渗灌器和施肥器的灌溉和施肥量。这种精准管理可以确保作物在生长过程中获得最适宜的水分和养分,从而提高作物产量和品质。同时,利用土壤湿度传感器、土壤电导率传感器和叶绿素计等现代农业设备,结合智能化算法,实现了水肥管理的自动化和智能化。这不仅减少了人工操作的繁琐和错误,而且提高了管理效率。综上所述,本发明通过精准的水肥管理、自动化与智能化、资源节约、适用性广和提高作物抗逆性等方面的优势,为现代农业的发展提供了有力的支持。
46、另一个方面,本发明提出了一种水肥一体化灌溉用控制系统,该系统包括:
47、管道铺设单元,用于获取目标作物的根系生长标准深度,根据所述目标作物的根系生长标准深度确定渗灌区域的管道铺设深度,并在每行所述目标作物下铺设渗灌管道,绘制所述渗灌区域的种植网格图;
48、渗灌控制单元,用于获取所述目标作物的生长标准水肥需求数据,根据所述生长标准水肥需求数据确定渗灌点位及施肥点位,在所述渗灌点位对应位置的所述渗灌管道上设置渗透器、土壤湿度传感器和土壤电导率传感器,在所述施肥点位对应位置的所述渗灌管道上设置施肥器;
49、动态调整单元,用于预先设定灌溉周期时长,在所述灌溉周期时长内通过所述渗灌管道上的所述渗灌器进行初始灌溉,预先设定一次所述灌溉周期时长内各所述渗灌器的初始周期灌溉量x和各所述施肥器的初始周期施肥溶液量y,获取初始灌溉后的所述土壤湿度传感器的土壤湿度值数据,根据所述土壤湿度值数据调整所述初始周期灌溉量x得到实时周期灌溉量xa,将所述实时周期灌溉量xa作为下一次所述灌溉周期时长内各所述渗灌器的灌溉量,获取初始灌溉后的所述土壤电导率传感器的电导率监测数据,并通过叶绿素计获取所述目标作物的叶绿素含量数据,根据所述电导率监测数据和叶绿素含量数据调整所述初始周期施肥溶液量y得到实时周期施肥溶液量ya,将所述实时周期施肥溶液量ya作为下一次所述灌溉周期时长内各所述施肥器的施肥量。
50、本实施例提出的一种水肥一体化灌溉用控制方法及系统,具有相同的有益效果,在此不再赘述。
1.一种水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,在根据所述目标作物的根系生长标准深度确定渗灌区域的管道铺设深度时,包括:
3.根据权利要求2所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,在绘制所述渗灌区域的种植网格图时,包括:
4.根据权利要求3所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,所述生长标准水肥需求数据包括:所述种植网格图中一个网格单位在一次所述灌溉周期时长的初始水分需求量和初始肥料溶液需求量。
5.根据权利要求4所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,获取所述目标作物的生长标准水肥需求数据,根据所述生长标准水肥需求数据确定渗灌点位及施肥点位时,包括:
6.根据权利要求5所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,获取所述目标作物的生长标准水肥需求数据,根据所述生长标准水肥需求数据确定渗灌点位及施肥点位时,还包括:
7.根据权利要求6所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,在根据所述土壤湿度值数据调整所述初始周期灌溉量x得到实时周期灌溉量xa时,包括:
8.根据权利要求7所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,根据所述电导率监测数据和叶绿素含量数据调整所述初始周期施肥溶液量y得到实时周期施肥溶液量ya时,包括:
9.根据权利要求8所述的水肥一体化灌溉用控制方法,其特征在于,当存在n<na或m<ma,则确定对所述初始周期施肥溶液量y进行调整时,包括:
10.一种水肥一体化灌溉用控制系统,其特征在于,应用如权利要求1-9任一项所述的水肥一体化灌溉用控制方法,包括: