[发明专利]一种温室有机基质栽培番茄的精准灌溉控制方法

说明书

本发明涉及一种温室有机基质栽培番茄的精准灌溉控制方法，包括以下步骤：1)判断当日当前整点时刻是否处于灌溉量估算的有效时段内；2)在灌溉量估算的有效时段内，获取辐射累积至阈值的时间，判断该时间是否满足小时时数约束条件，否则等到下一个整点时刻获取满足灌溉触发条件时间间隔内的每小时气象数据；3)根据当日日期确定番茄生长参数和灌溉模型权重系数，构建可用于短期预测番茄灌溉需水量的小时间尺度蒸腾‑辐射综合灌溉模型，并估算满足灌溉触发条件时间段内的每小时灌溉量；4)将灌溉触发时间和灌溉量信息发送给灌溉设备执行灌溉。与现有技术相比，本发明无需用户手动开启灌溉设备和经验设定每次灌溉量，能够自动启用灌溉设备实施灌溉。

技术领域

本发明涉及业温室作物灌溉预测和控制实施技术领域，尤其是涉及一种温室有机基质栽培番茄的精准灌溉控制方法。

背景技术

灌溉作为温室有机基质栽培番茄供水的唯一途径，对维持番茄正常生长和保证高质高产是至关重要的，温室番茄精准灌溉自动控制是在综合考虑温室小气候环境变化和作物实时生长的基础上，实现温室番茄灌溉需水量的短期预测以及灌溉自动控制实施。从整个温室作物生产过程来看，供水过少会造成作物根系水分胁迫，供水过多会造成根系供氧不足且会使得果实开裂或掉落，满足作物实际需水情况的精准灌溉控制实施是关系到作物产量品质和灌溉设备能耗的全局性问题，在很大程度上决定了温室生产的最终经济效益，目前有关温室灌溉控制实施的研究主要针对灌溉模型的建立，即考虑一天中控制实施的总灌溉量，而灌溉实施时间与频次是影响一天中不同时段作物实际水分需求的重要因素，目前温室灌溉量估算与灌溉控制实施主要存在以下问题：

温室基质栽培作物灌溉量的估算是在无土栽培线性拟合蒸腾模型的基础上，以经验比例系数转换得到；而灌溉控制实施仍以定时、辐射阈值和蒸腾量控制的方式来触发定量灌溉，并由种植人员事先设定好定时时刻、辐射阈值和蒸腾量阈值，这种定量灌溉的方式没有依据环境变化情况来考虑作物的实际水分需求。在实际应用中需要种植人员根据不同气象环境和生长阶段来调整定时时刻、辐射和蒸腾量控制阈值，对操作人员要求较高，不利于大范围推广使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种温室有机基质栽培番茄的精准灌溉控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种温室有机基质栽培番茄的精准灌溉控制方法，包括以下步骤：

1)判断当日当前整点时刻是否处于灌溉量估算的有效时段内；

2)在灌溉量估算的有效时段内，获取辐射累积至阈值的时间，判断该时间是否满足小时时数约束条件，否则等到下一个整点时刻获取满足灌溉触发条件时间间隔内的每小时气象数据；

3)根据当日日期确定番茄生长参数和灌溉模型权重系数，构建可用于短期预测番茄灌溉需水量的小时间尺度蒸腾-辐射综合灌溉模型，并估算满足灌溉触发条件时间段内的每小时灌溉量，叠加获取总灌溉量，该总灌溉量是在灌溉结束时(如18:00)，考虑在阴雨天气下，若室外太阳辐射无法在有效时段内累积至辐射阈值，则在有效灌溉时段结束时刻即室外太阳辐射无变化时，获取当日总灌溉量并触发一次灌溉；

4)将灌溉触发时间和灌溉量信息发送给灌溉设备执行灌溉，完成一次灌溉后停止灌溉设备并等待下一次满足条件的灌溉指令，直至当前时刻不在有效时段内，则关闭灌溉设备。

该方法采用附加小时时数约束的辐射阈值触发灌溉方式，具体为：

在修正得到以小时为时间尺度以短期预测番茄需水情况的灌溉模型基础上，附加灌溉模型计算的小时时数约束条件。

所述的步骤1)中，灌溉量估算的有效时段设置为6:00～18:00，并且不考虑番茄蒸腾强度小的无辐射时间段内灌溉需求。