【摘要】：目前國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的溫室營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控系統(tǒng)主要可分為兩類:A-B箱式開(kāi)環(huán)式營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控系統(tǒng)和具有閉環(huán)控制功能的調(diào)控系統(tǒng)。這兩類系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了溫室的自動(dòng)控制。但不足之處在于不能依據(jù)作物的需求進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液澆灌,導(dǎo)致作物養(yǎng)分利用率不高,不符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高效、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的要求。因此,迫切需要加強(qiáng)作物養(yǎng)分狀況表征方法的研究,依據(jù)表征指標(biāo)探究作物養(yǎng)分需求規(guī)律,最終開(kāi)發(fā)出一種能夠依據(jù)作物養(yǎng)分需求規(guī)律進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液管理營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控系統(tǒng)。本文選用特征葉長(zhǎng)來(lái)表征番茄養(yǎng)分供應(yīng)狀況。特征葉長(zhǎng)指的是特征葉位所在葉片的長(zhǎng)度,特征葉位指的是與整個(gè)植株長(zhǎng)勢(shì)最相關(guān)的葉片所在的葉位。提出一種基于特征葉長(zhǎng)的溫室營(yíng)養(yǎng)液管理策略,最終以開(kāi)發(fā)出一套基于特征葉長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液管理系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)不同濃度的營(yíng)養(yǎng)液對(duì)溫室番茄進(jìn)行澆灌的試驗(yàn)。測(cè)定不同節(jié)位葉片的生長(zhǎng)狀況,進(jìn)而確定特征葉位;通過(guò)分析特征葉長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)液濃度的關(guān)系,建立基于特征葉長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液管理策略;通過(guò)程序編寫(xiě)和硬件組裝,開(kāi)發(fā)出一套基于特征葉長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液管理系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)特征葉長(zhǎng)的選擇本文通過(guò)研究在不同營(yíng)養(yǎng)液濃度條件下,番茄的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的葉長(zhǎng)、株高和果實(shí)直徑對(duì)于營(yíng)養(yǎng)液濃度變化的響應(yīng)狀況,得出如下結(jié)論:在苗期,特征葉位與總?cè)~片數(shù)之間的關(guān)系為y(28)1.12x-5.33(7)7?x?(16)(19)(8)。開(kāi)花結(jié)果期,特征葉位與總?cè)~片數(shù)之間的關(guān)系為y(28)1.13x-5.61(7)15?x?(17)(22)(8)。(2)葉片長(zhǎng)度的預(yù)測(cè)模型為了探究營(yíng)養(yǎng)液濃度與溫室番茄葉長(zhǎng)的相互關(guān)系,設(shè)計(jì)了不同營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)溫室番茄葉長(zhǎng)的試驗(yàn)(試驗(yàn)1),量化了不同營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)溫室番茄葉片的平均生長(zhǎng)速率和最大葉長(zhǎng)的影響,建立了溫室番茄葉長(zhǎng)的預(yù)測(cè)模型,并用與建模數(shù)據(jù)相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,營(yíng)養(yǎng)液濃度顯著影響溫室番茄葉片的平均生長(zhǎng)速率和最大葉長(zhǎng),模型對(duì)溫室番茄葉長(zhǎng)平均生長(zhǎng)速率的預(yù)測(cè)結(jié)果與1:1直線之間的R~2為0.30,RMSE為0.22cm/℃;模型對(duì)溫室番茄最大葉長(zhǎng)的預(yù)測(cè)結(jié)果與1:1直線之間的R~2為0.77,RMSE為7.78cm。模型對(duì)溫室番茄實(shí)際葉長(zhǎng)的預(yù)測(cè)結(jié)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(zhǎng),提高了我國(guó)溫室營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)決策模型的可靠性和實(shí)用性。(3)營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)為了提高溫室番茄營(yíng)養(yǎng)液灌溉的效果,本文結(jié)合基于溫室番茄葉長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)決策模型設(shè)計(jì)了一套溫室番茄營(yíng)養(yǎng)液控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了根據(jù)溫室番茄的特征葉長(zhǎng)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液濃度的自動(dòng)調(diào)控。介紹了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)組成,包含軟件設(shè)計(jì)、PLC控制設(shè)計(jì)、液位監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)以及配方表設(shè)計(jì),并且給出了詳細(xì)功能說(shuō)明和程序流程圖。本文提出的控制系統(tǒng)以S7-200PLC為核心控制器,采用液位變送器、溫度變送器和時(shí)鐘控制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室番茄營(yíng)養(yǎng)液的微調(diào)灌溉,提高營(yíng)養(yǎng)液的利用效率,減少了經(jīng)濟(jì)成本,同時(shí)在提高溫室番茄經(jīng)濟(jì)效益基礎(chǔ)上節(jié)約了營(yíng)養(yǎng)液的灌溉。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(yíng)養(yǎng)液對(duì)番茄進(jìn)行澆灌，分別量取 50ml、100ml、150ml、200ml的營(yíng)養(yǎng)液母液A和B（營(yíng)養(yǎng)液母液配方見(jiàn)表2.1），倒入10L的清水中溶解，然后用磷酸調(diào)節(jié) PH 為 6.24-6.57 之間。將番茄分成 5 個(gè)組，每組 20 株。上述營(yíng)養(yǎng)液分別對(duì)應(yīng)于 T1、T2、T3、T4，剩余 1 組 T0 用清水進(jìn)行澆灌作為對(duì)照，其

向的果實(shí)直徑取平均值作為最終果實(shí)直徑（見(jiàn)圖 2.4）。溫室番茄莖稈、單葉片和果實(shí)的干質(zhì)量使用精度為 0.01g 的電子天平獲取氣象數(shù)據(jù)由溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)（datalogger，Campbell Scientific CR10T）自動(dòng)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(shù)據(jù)采集頻率為每 10s 一次，并儲(chǔ)存每 30min 的數(shù)據(jù)平均值。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2737367