一种根据作物生长基质变化自动施肥的系统和设备及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及作物施肥领域，具体是指一种根据作物生长基质变化自动施肥的系统 和设备及其方法。
【背景技术】
[0002] 农业发展受到越来越多的关注，在农业方发展面开始朝着自动化和无人化的方向 迈进。在提供作物最适宜的生长环境的同时，人们对作物所处生长环境的性能指标进行监 督，W保障作物W最好的生长速度生长。
[0003] 在现阶段的农业生产过程中育苗基质发挥着非常重要的作用，不仅能够为农作物 生长提供一定的营养物质还能很好的维系农作物根系的生长，固定农作物秩苗为种子抽芽 和根系生长发育提供精良的条件。有±育苗的基质为营养±或一样通常泥±。无±育苗的 基质种类较多，有沙、碱石、沪渣、木屑、炭化稻壳、赔石、珍珠岩、岩棉、泥炭薛等质料。相宜 的基质应是容重较小，既能牢固秩苗，又易搬运;总清闲度较大，氛围容积与毛细管容积配 比适当，水气比适中，有利于根系的呼吸、吸取和生长发育；不携带病虫害；资源富厚，取材 方便，本钱低廉。但上述基质的理化性质、±壤或水环境中的营养条件、酸碱度等并不是常 常满足作物需求。
[0004] CN201310230043.4公开了一种基质栽培作物的灌概决策方法及灌概系统，该方法 包括下列步骤:使用标定后的电介质型±壤水分传感器进行基质水分数据的采集;采用基 于动态数据驱动的数值模拟方法，建立基质水分运移和作物根系分布模型；由基质湿润体 含水量与预设的作物灌概目标含水量进行比较，W及模型得到的基质湿润体和作物根区的 匹配程度进行灌概数据决策，并依据该方法发明了一种基质栽培作物的灌概决策。
[0005] 但上述专利只是提供一种检测基质中水分来预设灌概水量的方法，但作物的生长 过程中，基质影响因素有很多，水只是其中一种条件，上述专利并不能检测±壤基质或者水 环境中的其他性能指标数据，并根据指标数据来及时补充作物所需肥料，也没有研究报道 根据作物生长基质变化来实现自动施肥的方法和设备。
【发明内容】
[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种根据作物生长基质变化自动施肥的系统，其特 征在于该系统包括作物生长基质检测模块、中央分析控制模块W及自动施肥模块；
[0007] 其中作物生长基质检测模块测定作物生长基质数据，包括作物生长基质检测设 备；
[000引中央分析控制模块中包括生长基质分析模块、运算模块、输入模块，输入模块连接 生长基质分析模块，生长基质分析模块连接运算模块；
[0009] 所述生长基质分析模块接收生长基质数据进行分析，并与生长基质标准数据比对 进行基质变化分析，并输出基质变化结果到运算模块；
[0010] 所述运算模块中设有基质变化结果与施肥信息之间的运算公式，根据运算公式得 到与基质变化结果相匹配的施肥信息，并传输到自动施肥模块；
[0011] 所述输入模块包括施肥信息参数的输入端和作物相关信息输入端W及作物生长 基质数据输入端；
[0012] 自动施肥模块根据施肥信息对作物施肥；
[0013] 所述基质变化偏离值由作物生长基质数据变化的监测值和作物生长基质标准数 据比对来确定，确定方法为当所述作物生长基质数据变化检测值-作物生长基质标准数据， 即为该物生长基质变化偏离值；
[0014] 所述作物生长基质标准数据是指依据特定作物品种生长生理需要来确定的生长 基质数据，在检测作物生长基质数据前预存在中央分析控制系统中；
[0015] 所述作物生长基质数据包括基质理化性质、基质或水环境营养元素含量、基质湿 度、基质或水环境pH值、基质或水环境中有益生物菌含量的数据；
[0016] 所述基质包括±壤、沙、碱石、沪渣、木屑、炭化稻壳、赔石、珍珠岩、岩棉、泥炭薛； 所述基质理化性质包括容重、总孔隙度、大孔隙比、小空隙比；包括所述基质营养元素包括 氮、憐、钟、有机质；
[0017] 优选的，所述作物生长基质检测设备包括基质理化性质检测仪器、营养元素含量 检测仪器、湿度检测仪、pH检测计。
[0018] 优选的，所述作物生长基质数据还可通过预先输入;所述预先输入是指工作人员 将采用化学标准方法检测得到的作物生长基质数据或历史分析结果数据通过输入模块输 入到中央分析控制模块中。
[0019]优选的，所述中央分析控审臘块中的运算公式为：φ片巧=/(F,/?，W,C,7'，M,0);
[0020] 所述预算公式中争表示基质变化结果与作物相关信息的组合；
[0021] 所述运算公式f表示组合巧与施肥信息之间的对应关系；
[0022] 所述施肥信息包括肥料品种、肥料总重量、浓度、施肥时间W及自动施肥方式；
[0023] 运算公式中所述S表示基质变化结果;所述P表示作物相关信息;所述F表示肥料的 品种;所述R表示所述肥料各品种的重量比例;所述W表示所述每亩所施肥料的重量;所述C 表示肥料的浓度;所述T表示施肥时间，表示检测得到基质变化结果后开始施肥的时间，即 施肥起始时间;所述Μ表示自动施肥方式;所述0表示其他信息；
[0024] 所述其他信息包括施肥周期、自动施肥流量、异常信息；
[0025] 其中运算公式中的5、口少、3、胖、(：、1\1、0可^在自动施肥前通过输入模块进行人工 设定、调整或保存。
[0026] 优选的，所述作物相关信息包括作物品种、作物占地面积、作物生长时期；
[0027] 所述作物品种包括花生、大豆、西红柿、白菜、水稻、棉花、莲截、红馨；
[0028] 所述作物生长时期包括播种期、苗期、花期、结芙期、成熟期。
[0029] 优选的，自动施肥前可选择预存的运算公式中的各自动施肥信息值。
[0030] 优选的，所述肥料品种F包括氮肥、钟肥、憐肥、复合肥、固氮菌肥、微生物肥、有机 碳肥、水溶性肥料；
[0031] 所述施肥方式Μ包括深施、浅施、表施、匀施、冲施、茎叶表面施、撒施、条施、穴施、 环施、喷施。
[0032] 优选的，其中所述基质变化结果为±壤营养元素缺钟时，所述施肥时间0 < Τ <地， 每亩所施肥料的重量为Ig含w含50kg，肥料品种为钟肥。
[0033] 优选的，其中所述基质变化结果为±壤容重偏大时，所述施肥时间0 ^ T ^地，每亩 所施肥料的重量为Ig含W含50kg，肥料品种为有机肥。
[0034] 优选的，所述自动施肥模块中包括肥料组成自动调配系统W及自动施肥喷灌或微 灌系统；
[0035] 所述肥料组成自动调配系统是指能够接受施肥信息数据自动配置所需肥料的系 统，包括称量系统、揽拌系统、肥料输送系统；
[0036] 所述自动施肥喷灌系统包括固定式喷灌系统、半固定式喷灌系统W及移动式喷灌 系统；
[0037] 所述自动施肥微灌系统包括滴灌系统、微喷灌系统、雾喷系统、地埋灌概系统、小 管出流灌系统W及渗灌系统。
[0038] 本发明还提供一种根据作物生长基质变化自动施肥的设备组，其特征在于包括作 物生长基质检测设备、中央分析控制设备W及自动施肥设备并依次连接；
[0039] 所述作物生长基质检测设备是指检测作物生长基质数据并传输给中央分控制模 块的设备；
[0040] 所述中央分析控制设备是指能够将检测到的作物生长基质数据与作物生长基质 标准数据进行比对分析得到基质变化偏离值，能够通过运算将基质变化偏离值与施肥信息 相匹配，并且还能够输入肥信息参数和作物生长基质数据的设备；
[0041] 所述自动施肥设备是指能够接受中央分析控制系统输出的施肥信息数据并进行 自动施肥操作的系统，包括肥料组成自动调配装置和自动施肥喷灌或滴灌装置。
[0042] 本发明还提供应用上述系统或设备组解决作物生长基质变化的自动施肥方法，其 中所述作物品种包括花生、大豆、西红柿、白菜、水稻、棉花、莲截、红馨;所述肥料品种包括 氮肥、钟肥、憐肥、复合肥、固氮菌肥、微生物肥、有机碳肥、水溶性肥料、植物生长所需的中 量元素和微量元素。
[0043] 本发明还提供一种根据作物生长基质变化自动施肥的设备组，其特征在于包括作 物生长基质检测设备、中央分析控制设备W及自动施肥设备并依次连接；
[0044] 所述作物生长基质检测设备是指检测作物生长基质数据并传输给中央分控制模 块的设备；
[0045] 所述中央分析控制设备是指能够将检测到的作物生长基质数据与作物生长基质 标准数据进行比对分析得到基质变化结果，能够通过运算将基质变化结果与施肥信息相匹 配，并且还能够输入肥信息参数和作物生长基质数据的设备，；
[0046] 所述自动施肥设备是指能够接受中央分析控制系统输出的施肥信息数据并进行 自动施肥操作的系统，包括肥料组成自动调配装置和自动施肥喷灌或滴灌装置。
[0047] 本发明还提供应用上所述系统或设备组解决作物生长基质变化的自动施肥方法， 其中所述作物品种包括花生、大豆、西红柿、白菜、水稻、棉花、莲截、红馨;所述肥料品种包 括氮肥、钟肥、憐肥、复合肥、固氮菌肥、微生物肥、有机碳肥、水溶性肥料。
[004引本发明的有益效果：
[0049] 1、解决作物在生长期间生长基质变化的情况下，自动施肥W补偿作物所处基质环 境变化对其生长的影响；
[0050] 2、节约人力成本，自动检测生长基质变化情况，实现自动化施肥；
[0051] 3、自动调节作物的生长发育和形态建成、缩短培养周期、提高品质，而且能够大大 减少能耗，降低成本；
[0052] 4、该方法具有监控和管理功能，实现作物生长期间自动施肥系统更加智能化和人 性化。
【具体实施方式】
[0053] 下面对本发明的【具体实施方式】作进一步说明：
[0化4] 实施例1
[0055] W生长期莲截作为实验作物，采用本发明提供的系统来解决根据作物生长基质变 化的自动施肥问题，该系统包括作物生长基质检测模块、中央分析控制模块W及自动施肥 模块；
[0056] 其中作物生长基质检测模块测定作物生长基质数据，包括作物生长基质检测