專(zhuān)利：一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法.pdf

19 中華 人民共和國(guó) 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 12 發(fā)明 專(zhuān)利申請(qǐng) 10 申請(qǐng)公布號(hào) 43 申請(qǐng)公布日 21 申請(qǐng) 號(hào) 202011627350 2 22 申請(qǐng)日 2020 12 31 71 申請(qǐng)人 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技 術(shù)研究中心 地址 100097 北京市海淀區(qū)曙光 花園中路 11號(hào)農(nóng)科 大廈A座1 107 72 發(fā)明人 王利春 弓瑤 李友麗 郭文 忠 魏曉明 徐凡 74 專(zhuān)利代理 機(jī)構(gòu) 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限 公司 1 1002 代理人 盛大文 51 Int Cl G01N 33 00 2006 01 54 發(fā)明名稱(chēng) 一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方 法 57 摘要 本發(fā)明提供一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃 度的測(cè)定方法 包括 1 獲取溫室內(nèi)的氣象信息 2 獲取作物定植前所配制營(yíng)養(yǎng)液的體積和鉀離 子初始濃度 3 對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)液消耗量進(jìn)行估 算 4 記錄作物生長(zhǎng)過(guò)程中添加的營(yíng)養(yǎng)液體積 添加營(yíng)養(yǎng)液中鉀離子濃度 對(duì)t時(shí)刻栽培系統(tǒng)中 營(yíng)養(yǎng)液的體積和鉀的吸收量進(jìn)行計(jì)算 5 對(duì)t時(shí) 刻營(yíng)養(yǎng)液的鉀濃度進(jìn)行計(jì)算 本發(fā) 明的方法能夠 解決水培蔬菜養(yǎng)分調(diào)控過(guò)程中存在的營(yíng)養(yǎng)液鉀 濃度實(shí)時(shí)獲取成本高 操作復(fù)雜 在商品化無(wú)土 栽培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)管理難度 大的問(wèn)題 權(quán)利要求書(shū)2頁(yè) 說(shuō)明書(shū)5頁(yè) 附圖2頁(yè) CN 112816621 A 2021 05 18 CN 112816621 A 1 一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特 征在于 包括 1 獲取溫室內(nèi)的氣象信息 2 獲取作物定植前 所配制營(yíng)養(yǎng)液的體積和 鉀離 子初始濃度 3 對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)液消耗 量進(jìn)行估算 4 記錄作物生長(zhǎng)過(guò)程中添加的營(yíng)養(yǎng)液體積 添加營(yíng)養(yǎng)液中鉀離子濃度 對(duì)t時(shí)刻栽培系 統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液的體積和 鉀的吸 收量進(jìn)行計(jì)算 5 對(duì)t時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液的鉀濃度進(jìn)行計(jì)算 2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 步驟3 中 作物的營(yíng)養(yǎng)液消耗 量 NSC如下式 NSC ET rKc 1 其中 NSC為營(yíng)養(yǎng)液消耗 量 K c為作物系數(shù) ET r為 參 考作物蒸散量 3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 步驟3 中 利用所述氣象信息計(jì)算 參 考作物蒸散量ET r 優(yōu)選的 參 考作物蒸散量ET r如下式 其中 為飽和水汽壓的斜率 G為 栽培介質(zhì)熱通量 為干濕表常數(shù) e s為飽和水汽壓 ea為實(shí)際水汽壓 R n為輻射 T mean為日平均氣溫 4 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 步驟3 中 作物系數(shù) Kc如下式 Kc al nLAI b 3 其中 LAI 為作物的葉面積指數(shù) a b為常數(shù) 優(yōu)選通過(guò)參數(shù)優(yōu)化擬合的方法確定 5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水培蔬菜生產(chǎn) 營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 對(duì)作物 的葉面積指數(shù)LAI的變化過(guò)程進(jìn)行模擬估算 LAI LAI0 m GTD n 4 其中 LAI 0為移栽定植作物的初始葉面積指數(shù) m n 為待優(yōu)化 參數(shù) GTD為 生長(zhǎng)度日 6 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水培蔬菜生產(chǎn) 營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 所述生 長(zhǎng)度日GTD如下式 其中 T max為日最高氣溫 T min為日最低氣溫 T b為基點(diǎn)溫度 7 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 步驟4 中 t時(shí)刻栽培系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液的體積V t如下式 Vt V 0 Va1 Va2 Vat 1 NSC1 NSC2 NSCt 1 6 其中 V t為t時(shí)刻栽培系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液的體積 V 0為蔬菜定植前新配制營(yíng)養(yǎng)液的體積 V a1 Va2 Vat 1為1 2 t 1時(shí)刻向營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中添加營(yíng)養(yǎng)液 的體積 NSC 1 NSC 2 NSC t 1為1 2 t 1時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液消耗 量 8 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 步驟4 權(quán) 利 要 求 書(shū) 1 2 頁(yè) 2 CN 112816621 A 中 t 時(shí)刻作物鉀吸收總量UK t 1如下式 UK t UK 1 UK2 UKt 1 1CK1NSC1 2CK2NSC2 t 1CKt 1NSCt 1 7 其中 UK 1 UK 2 UKt 1為1 2 t 1時(shí)刻作物鉀吸收總量 1 2 t 1為1 2 t 1時(shí)刻作物 鉀吸 收因子 CK 1 CK 2 CKt 1為1 2 t 1時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中鉀離 子濃度 9 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 步驟4 中 t時(shí)刻作物鉀吸 收因子 t如下式 其中 t為t時(shí)刻作物鉀吸收因子 e f為待優(yōu)化參數(shù) 可以通過(guò)數(shù)據(jù)擬合的方法獲取 CKt 1為t 1時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液鉀離 子濃度 10 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 其特征在于 步驟 5 中 t時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液的鉀濃度K t如下式 其中 CK 0為營(yíng)養(yǎng)液鉀離子初始濃度 CK a1 CK a2 CKat 1為1 2 t 1時(shí)刻向栽培系統(tǒng)中添 加的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度 V 0為蔬菜定植前新配制營(yíng)養(yǎng)液的體積 V a1 V a2 Vat 1為1 2 t 1時(shí)刻向 營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中添加營(yíng)養(yǎng)液的體積 UK 1 UK 2 UK 3 UKt 1為1 2 3 t 1時(shí)刻作物鉀吸收 量 權(quán) 利 要 求 書(shū) 2 2 頁(yè) 3 CN 112816621 A 一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方 法 技術(shù)領(lǐng)域 0001 本發(fā)明涉及無(wú)土栽培作物營(yíng)養(yǎng)液養(yǎng)分濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域 尤其涉及一種水培 蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 背景技術(shù) 0002 水培蔬菜生產(chǎn)將作物直接種植在營(yíng)養(yǎng)液中 擺脫了對(duì)天然土壤 的依賴(lài) 克服了土 傳性病蟲(chóng)害的發(fā)生 實(shí)現(xiàn)蔬菜的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn) 在水培模式下 作物所需的水分和養(yǎng) 分均由 營(yíng)養(yǎng)液提供 當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液 的組分和特性發(fā)生變化生長(zhǎng)時(shí) 就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)做作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生 不良影響 特別是作物需求較大的氮 磷 鉀 當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液中濃度過(guò)低時(shí) 在養(yǎng)分脅迫的作用 下 作 物的生長(zhǎng)受到抑制 濃度過(guò)高時(shí)會(huì)造成養(yǎng)分資源的浪費(fèi) 是無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液管理的重 點(diǎn)調(diào)控 對(duì)象 0003 由于無(wú)機(jī)氮和水溶性磷的排放會(huì)引起水土環(huán)境的污染 國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家圍繞水培蔬菜 的營(yíng)養(yǎng)液氮磷的檢測(cè)和調(diào)控開(kāi)展大量研究 但對(duì)于營(yíng)養(yǎng)液鉀關(guān)注相對(duì)較少 近年來(lái)農(nóng)業(yè)鉀 肥價(jià)格高企 就節(jié)約生產(chǎn)成本 提高加肥利用效率而言 農(nóng)業(yè)從業(yè)者對(duì)作物鉀肥的精準(zhǔn)管 理 和高效利用需求越發(fā)迫切 另外對(duì)腎臟功能不全的人來(lái)說(shuō) 攝入過(guò)量的鉀會(huì)導(dǎo)致血鉀的指 標(biāo)超標(biāo) 引發(fā)嚴(yán)重的健康問(wèn)題 水培條件下 營(yíng)養(yǎng)液鉀離子是作物鉀肥的唯一來(lái)源 可以通 過(guò)對(duì)水培蔬菜的營(yíng)養(yǎng)液鉀離子濃度進(jìn)行精準(zhǔn)管理 在不影響蔬菜產(chǎn)量的同時(shí) 降低鉀肥 的 投入量 節(jié)約生產(chǎn)成本的同時(shí) 降低蔬菜的鉀含量 產(chǎn)出 特殊需求的低鉀功能性蔬菜 0004 對(duì)鉀離子濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是蔬菜營(yíng)養(yǎng)液鉀肥調(diào)控的基礎(chǔ) 當(dāng)前營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的 監(jiān)測(cè)方法主要有利用鉀離子選擇電極檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定兩種方法 在栽培系統(tǒng)中安裝 鉀離子選擇電極雖然 可以實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液鉀離子的實(shí)時(shí)快速測(cè)定 但由于鉀離子選擇電極價(jià)格 昂貴 壽命較短 一般僅為半年左右 且使用過(guò)程中極易 發(fā)生漂移 需要頻繁標(biāo)定 故在實(shí)際 生產(chǎn)中少有采用 多用于科研試驗(yàn)中 實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定則需要定期收集營(yíng)養(yǎng)液樣品 送至實(shí) 驗(yàn)室利用原子吸收分光光度計(jì)或火焰光度計(jì)進(jìn)行分析測(cè)定 雖然精度較高 但較為費(fèi)時(shí)費(fèi) 力 不能實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè) 目前亟需提供一種應(yīng)用成本低廉 快捷高效的無(wú)土 栽培營(yíng)養(yǎng)液鉀離子濃度測(cè)定方法 為商業(yè)化無(wú)土栽培的蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度監(jiān)測(cè)與調(diào)控 提供技 術(shù)支持 發(fā)明內(nèi)容 0005 本發(fā)明實(shí)施例提供一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 以解決水培蔬菜 養(yǎng)分調(diào)控過(guò)程中存在的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度實(shí)時(shí)獲取成本高 操作復(fù)雜 以至于在商品化無(wú)土栽 培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度精準(zhǔn)管理難度較大的問(wèn)題 0006 本發(fā)明實(shí)施例提供一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 所述方法包括 0007 1 獲取溫室內(nèi)的氣象信息 0008 2 獲取作物定植前 所配制營(yíng)養(yǎng)液的體積和 鉀離 子初始濃度 0009 3 對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)液消耗 量進(jìn)行估算 說(shuō) 明 書(shū) 1 5 頁(yè) 4 CN 112816621 A 0010 4 記錄作物生長(zhǎng)過(guò)程中添加的營(yíng)養(yǎng)液體積 營(yíng)養(yǎng)液中鉀離子濃度 對(duì)t時(shí)刻栽培系 統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液的體積和 鉀的吸 收量進(jìn)行計(jì)算 0011 5 對(duì)t時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液的鉀濃度進(jìn)行計(jì)算 本發(fā)明中 所述方法能夠解決水培蔬菜養(yǎng)分 調(diào)控過(guò)程中存在的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度實(shí)時(shí)獲取成本高 操作復(fù)雜 在商品化無(wú)土栽培蔬菜生產(chǎn) 營(yíng)養(yǎng)液鉀精準(zhǔn)管理難度大的問(wèn)題 通過(guò)上述方法可完成定植后任一時(shí)刻無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液鉀 濃度CK t的估算 尤其通過(guò)采用構(gòu)建相關(guān)模擬模型的物理數(shù)學(xué)方法 能夠?qū)I(yíng)養(yǎng)液中 的鉀離 子進(jìn)行實(shí)時(shí)估算 從而可以便捷快速得獲取營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度變化信息 為蔬菜栽培營(yíng)養(yǎng)液鉀 濃度調(diào)控提供技 術(shù)支持 0012 根據(jù)本發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟1 中 通過(guò) 溫濕度傳感器和 輻射傳感器 對(duì)所述溫室內(nèi)的氣象信息進(jìn)行采集 0013 根據(jù)本發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟3 中 作物 的營(yíng)養(yǎng)液消耗 量 NSC如下式 0014 NSC ET rKc 1 0015 其中 NSC為營(yíng)養(yǎng)液消耗 量 K c為作物系數(shù) ET r為 參 考作物蒸散量 0016 根據(jù)本發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟3 中 利用 所述氣象信息計(jì)算 參 考作物蒸散量ET r 優(yōu)選的 參 考作物蒸散量ET r如下式 0017 0018 其中 為飽和水汽壓的斜率 G為栽培介質(zhì)熱通量 為干濕表常數(shù) e s為飽和水 汽壓 e a為實(shí)際水汽壓 R n為輻射 T mean為日平均氣溫 0019 根據(jù)本發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟3 中 作物 系數(shù) Kc如下式 0020 Kc al nLAI b 3 0021 其中 LAI 為作物的葉面積指數(shù) a b為常數(shù) 通過(guò)參數(shù)優(yōu)化擬合的方法確定 0022 根據(jù)本發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 對(duì)作物的葉面積 指數(shù)LAI的變化過(guò)程進(jìn)行模擬估算 0023 LAI LAI0 m GTD n 4 0024 其中 LAI 0為移栽定植作物的初始葉面積指數(shù) m n為待優(yōu)化參數(shù) GTD為生長(zhǎng)度 日 0025 根據(jù)本發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 所述生長(zhǎng)度日 GTD如下式 0026 0027 其中 T max為日最高氣溫 T min為日最低氣溫 T b為基點(diǎn)溫度 優(yōu)選的 T max T min通過(guò) 溫度傳感器測(cè)定 0028 根據(jù)本 發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟4 中 t時(shí)刻 栽培系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液的體積V t如下式 0029 Vt V 0 Va1 Va2 Vat 1 NSC1 NSC2 NSCt 1 6 說(shuō) 明 書(shū) 2 5 頁(yè) 5 CN 112816621 A 0030 其中 V t為t時(shí)刻栽培系統(tǒng) 中營(yíng)養(yǎng) 液的體積 V 0為蔬菜定植前新配制營(yíng)養(yǎng) 液的體積 Va1 V a2 Vat 1為1 2 t 1時(shí)刻向營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中添加營(yíng)養(yǎng)液的體積 NSC 1 NSC 2 NSC t 1為 1 2 t 1時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液消耗 量 0031 根據(jù)本 發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟4 中 t時(shí)刻 作物鉀吸 收總量UK t 1如下式 0032 UKt UK 1 UK2 UKt 1 1CK1NSC1 2CK2NSC2 t 1CKt 1NSCt 1 7 0033 其中 UK 1 UK 2 UKt 1為1 2 t 1時(shí)刻作物鉀吸收總量 1 2 t 1為1 2 t 1時(shí) 刻作物鉀吸 收因子 CK 1 CK 2 CKt 1為1 2 t 1時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中鉀離 子濃度 0034 根據(jù)本 發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟4 中 t時(shí)刻 作物鉀吸 收因子 t如下式 0035 0036 其中 t為t時(shí)刻作物鉀吸收因子 e f為待優(yōu)化參數(shù) 可以通過(guò)數(shù)據(jù)擬合的方法獲 取 CK t 1為t 1時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液鉀離 子濃度 0037 根據(jù)本 發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 步驟5 中 t時(shí)刻 營(yíng)養(yǎng)液的鉀濃度K t如下式 0038 0039 其中 CK 0為營(yíng)養(yǎng)液鉀 離子初始濃度 K a1 K a2 Kat 1為1 2 t 1時(shí)刻向栽培系統(tǒng)中 添加的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度 V 0為蔬菜定植前新配制營(yíng)養(yǎng)液的體積 V a1 V a2 Vat 1為1 2 t 1時(shí)刻 向營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中添加營(yíng)養(yǎng) 液的體積 UK 1 UK 2 UK 3 UKt 1為1 2 3 t 1時(shí)刻作物鉀吸收 量 0040 本發(fā)明基于作物鉀吸收特性與栽培系統(tǒng)中物質(zhì)平衡原理統(tǒng)籌考慮 提供了一種水 培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度虛擬 檢測(cè)方法 尤其是 通過(guò)構(gòu)建水培作物的水分消耗 鉀肥吸收 模型以及營(yíng)養(yǎng)液鉀離子動(dòng)態(tài)變化模型 實(shí)現(xiàn)了水培蔬菜生菜系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度實(shí)時(shí)獲 取 更好的解決水培蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液鉀離子濃度獲取成本高 周期 長(zhǎng) 操作繁瑣的技 術(shù)問(wèn)題 從而 水培蔬菜營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的實(shí)時(shí)調(diào)控提供了技術(shù)支持 提高了鉀肥的利用效率 也 為低鉀功能蔬菜的生產(chǎn)奠定 了基礎(chǔ) 具有廣泛的應(yīng)用前 景 0041 本發(fā)明的有益效果至少在于 本發(fā)明提供的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法與離子 選擇電極法相比 克服了離子選擇電極壽命短 易漂移 成本高的缺點(diǎn) 僅需利用溫室環(huán)控 系統(tǒng)配套的溫濕度傳感器和輻 射傳感器采集的數(shù)據(jù) 利用一系列數(shù)學(xué)物理模型 對(duì)營(yíng)養(yǎng)液 中的鉀濃度僅需連續(xù)動(dòng)態(tài)估算 避免了實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)測(cè)定需要配套相關(guān)的耗材 儀器 設(shè)備 以 及測(cè)定過(guò)程的時(shí)間滯后性 從而為無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液鉀肥的精準(zhǔn)調(diào)控提供技 術(shù)支持 附圖說(shuō)明 0042 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案 下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù) 描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹 顯而易見(jiàn)地 下面描述中的附圖是本發(fā)明的一 些實(shí)施例 對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講 在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下 還可以根據(jù)這些 附圖獲得其 他的附圖 說(shuō) 明 書(shū) 3 5 頁(yè) 6 CN 112816621 A 0043 圖1為本發(fā)明實(shí)施例水培生菜的耗水量動(dòng)態(tài) 0044 圖2為本發(fā)明實(shí)施例水培生菜的葉面積指數(shù)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)模擬 0045 圖3為本發(fā)明實(shí)施例營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度動(dòng)態(tài)估算 值與實(shí)測(cè)值對(duì)比 具體實(shí)施方式 0046 為使本發(fā)明的目的 技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚 下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖 對(duì)本 發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚 完整地描述 顯然 所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例 而不是全部的實(shí)施例 基于本發(fā)明中的實(shí)施例 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞 動(dòng)前提下 所獲得的所有其 他實(shí)施例 都屬于 本發(fā)明保護(hù)的范圍 0047 實(shí)施例1 0048 本實(shí)施例提供了一種水培蔬菜生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的測(cè)定方法 該方法可以應(yīng)用于 設(shè)施無(wú)土栽培作 物的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度實(shí)時(shí)檢測(cè) 本實(shí)施例為在設(shè)施水培生菜生產(chǎn)過(guò)程中鉀營(yíng) 養(yǎng)液檢測(cè) 包括 0049 1 通過(guò)溫室內(nèi)安裝的溫濕度傳感器 輻射傳感器采集溫室內(nèi)的氣象信息 0050 2 記錄蔬菜定植前新配制營(yíng)養(yǎng)液的體積V 0 100L和營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度K 0 122cm g 1 0051 3 計(jì)算作物的營(yíng)養(yǎng)液消耗 量 NSC 如圖1所示 0052 NSC ET rKc 1 0053 式中 NSC為營(yíng)養(yǎng)液消耗量 ET r為實(shí)際蒸散量 利用溫濕度和輻射傳感器采集的氣 象信息由彭曼公式計(jì)算得到 式4 K c為作物系數(shù) 可以將作物系數(shù)表示 為下式 0054 0055 Kc al nLAI b 3 0056 式中 為飽和水汽壓的斜率 G為栽培介質(zhì)熱通量 為干濕表常數(shù) e s為飽和水 汽壓 e a為實(shí)際水汽壓 R n和T mean分別 為輻射和日平均氣溫 a b為常數(shù) 對(duì)于生菜而言 a 0 39 b 0 49 LAI 為葉面積指數(shù) 對(duì)LAI的變化過(guò)程進(jìn)行模擬估算 0057 LAI LAI0 m GTD n 4 0058 式中 m n為待優(yōu)化參數(shù) 0 39 n 0 45 LAI 0為移栽定植生菜的初始葉面積指 數(shù) 直接測(cè)定為0 32 圖 為 實(shí)施例中水培生菜的葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程模擬 GTD為生長(zhǎng) 度日 用下式計(jì)算 0059 0060 式中 T max和T min分別為日最高氣溫和日最低氣溫 通過(guò)溫度傳感器測(cè)定 T b為 基點(diǎn)溫度 T b 4 0061 4 在生菜生長(zhǎng)過(guò)程中 實(shí)時(shí)記錄 1 2 3 t時(shí)刻向營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中添加營(yíng)養(yǎng)液的 體積V a1 V a2 V a3 Vat以及添加營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度K a1 K a2 K a3 Kat 并估算t時(shí)刻栽培系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng) 液的體積V t和作物鉀的吸 收量UK t 若未 添加營(yíng)養(yǎng)液則 V a 0 K a 0 0062 Vt V 0 Va1 Va2 Vat 1 NSC1 NSC2 NSCt 1 6 UKt UK 1 UK2 UKt 1 說(shuō) 明 書(shū) 4 5 頁(yè) 7 CN 112816621 A 1CK1NSC1 2CK2NSC2 t 1CKt 1NSCt 1 7 0063 式中 UK 1 UK 2 UK 3 UKt為1 2 3 t時(shí)刻作物鉀吸收總量 1 2 3 t為1 2 3 t 時(shí)刻作物鉀吸 收因子 t用下式表示 0064 0065 式中 CK t 1為t 1時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)液鉀離子濃度 e f為待優(yōu)化參數(shù) 可 以通過(guò) 數(shù)據(jù)擬合的方法獲取 0066 5 t時(shí)刻營(yíng)養(yǎng)液的鉀濃度K t為 0067 0068 其中 CK 0為營(yíng)養(yǎng)液鉀離子初始濃度 CK a1 CK a2 CKat 1為1 2 t 1時(shí)刻向栽培系統(tǒng) 中添加的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度 V 0為蔬菜定植前新配制營(yíng)養(yǎng)液的體積 V a1 V a2 Vat 1為1 2 t 1時(shí) 刻向營(yíng)養(yǎng) 液栽培系統(tǒng)中添加營(yíng)養(yǎng)液的體積 UK 1 UK 2 UK 3 UKt 1為1 2 3 t 1時(shí)刻作物鉀吸 收量 0069 由此即可完成定植后對(duì)任一時(shí)刻無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的估算 與營(yíng)養(yǎng)液取樣用 原子吸收分光光度計(jì)的實(shí)測(cè)值結(jié)果對(duì)比見(jiàn)圖3 可見(jiàn) 采用本發(fā) 明提出的方法對(duì) 營(yíng)養(yǎng)液鉀濃 度模擬值與實(shí)測(cè)值吻合較好 0070 利用本發(fā)明提供的方法可以便捷獲取營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度變化動(dòng)態(tài) 不依賴(lài)離子濃度傳 感器或水位傳感器 應(yīng)用成本低廉 結(jié)果可靠 可為水培生菜的營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度調(diào)控提供支 持 0071 通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實(shí)施方式可 借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái) 實(shí)現(xiàn) 當(dāng)然也可以通過(guò)硬件 基于這樣的理解 上 述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部 分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái) 該 計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中 如ROM RAM 磁碟 光盤(pán)等 包括若干指 令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備 可以是個(gè)人計(jì)算機(jī) 服務(wù)器 或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等 執(zhí)行各個(gè)實(shí)施 例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法 0072 最后應(yīng)說(shuō)明的是 以上實(shí)施例 僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案 而非對(duì)其限制 盡管 參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解 其依然可 以對(duì)前述各實(shí)施例所記載 的技術(shù)方案進(jìn)行修改 或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換 而這些修改或者替換 并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和 范圍 說(shuō) 明 書(shū) 5 5 頁(yè) 8 CN 112816621 A 圖1 圖2 說(shuō) 明 書(shū) 附 圖 1 2 頁(yè) 9 CN 112816621 A 圖3 說(shuō) 明 書(shū) 附 圖 2 2 頁(yè) 10 CN 112816621 A