[发明专利]一种基于生长模型的温室植物水肥机调肥参数计算方法

说明书

本发明一种基于生长模型的温室植物水肥机调肥参数计算方法，其包括以下步骤：步骤S1：将温室植物的生长过程分为发芽期、幼苗期、开花期和结果期四个阶段，分别建立生长模型；步骤S2：通过种植时间结合机器视觉特征识别将温室植物分为四个阶段；接着利用机器视觉测量获得几何信息输入前一阶段建立的植物生长模型得到评估出的生物质总量；步骤S3：对模型输出的生物质总量进行标准化操作；步骤S4：基于标准化生长期求取水肥配比基本参数；步骤S5：对水肥配比参数的实地精细微调。本发明采用植物生长模型和模式识别策略来判断其生长状态，可提高植物生长状态评价的准确性，改善自动化水肥机施肥的参数，提高温室植物的产量和质量。

技术领域

本发明属于设施农业领域，具体涉及一种基于生长模型的温室植物水肥机调肥参数计算方法。

背景技术

温室大棚作为一种重要的农业设施在世界范围内被广泛使用，仅我国2008年至2013年间，温室栽培总面积就从81.3万hm²增加至187.4万hm²，年平均增长率为18.5％。大棚中的多种环境因素都能通过自动化系统进行控制与调节，从而使得作物的生长不受外界气温、降水等因素的干扰，具有较好的一致性和确定性。其主要优点包括：延长可种植时间、增加土地利用率、提高果品质量、防范病虫害等，而大棚植物质量受肥料管理影响较大。实现水肥的合理利用，提高肥料的使用率，是温室植物增产提质，降低种植成本，减少水污染和温室气体排放的关键技术。

温室植物的种植效益与其培养周期、品质以及栽培所需的成本密切相关。而栽培所施用水肥(营养液)的含量及配比则是影响大棚运行效益的重要因素之一。温室植物在其发芽、生长、开花、结果的不同阶段对所需的氮、磷、钾和其它微量元素的吸收量是不同的，若在每个生长阶段给予适量的施加则能较好满足植株的生长，提高果实或叶菜的品质。若施加的肥料元素不足则易引发植株营养不良，不挂果或少挂果，生长周期延长，产品品质下降；而过量的施肥，不但会造成肥料利用率下降，增加运营成本，剩余的肥料还会导致水污染和温室气体的排放。肥料的施加与植物的生长状态紧密联系，传统评估通常利用作物的生长时间来预测其生长状态。但出于建设成本考虑，现实中我国大部分温室对环境的调节能力都具有局限性，从而导致棚内作物的生长状态与种植时间呈现非线性关系。因此，仅采用种植时间来判断温室植物的生长状态将极不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于生长模型的温室植物水肥机调肥参数计算方法。

本发明采用以下技术方案：一种基于生长模型的温室植物水肥机调肥参数计算方法，其包括以下步骤：步骤S1：将温室植物的生长过程分为发芽期、幼苗期、开花期和结果期四个阶段，分别建立生长模型；每种植物的分阶段生长模型依据植物结构功能模型建立，除对植物生理学分析，也将温室内环境因素纳入其中；步骤S2：通过种植时间结合机器视觉特征识别将温室植物分为发芽期、幼苗期、开花期和结果期四个阶段；接着利用机器视觉测量获得几何信息输入前一阶段建立的植物生长模型得到评估出的生物质总量；步骤S3：对模型输出的生物质总量进行标准化操作，对应为以天计量的生长期；步骤S4：基于标准化生长期求取水肥配比基本参数；步骤S5：在确定了基本参数后，对水肥配比参数的实地精细微调，而调整项的内容通过样品植株的机器立体视觉分析结果来确定。

在本发明一实施例中，步骤S1的生长模型如下式所示：