[发明专利]一种面向精细农业的灌溉试验方法及其试验平台

摘要

本发明公开了一种面向精细农业的灌溉试验方法及其试验平台，所述试验平台包括平台主体、数据采集模块、无线通信模块、主控模块和监控中心，所述试验方法的步骤包括：将不同生长阶段的作物置于所述试验平台上，用不同灌溉模式灌溉，建立生长阶段、灌溉模式、叶片舒展指数和环境因素的多层次多目标的模糊评价模型，科学指导作物灌溉。本发明综合考虑了影响作物生长的土壤含水率、环境及作物最敏感部位，利用物联网技术，提供了一种面向精细农业的灌溉试验方法及其试验平台，通过可操作的实时在线监测方法实现对作物叶片舒展程度的细观考察、研究作物叶片舒展程度与土壤含水率、空气温湿度、灌水量之间的影响机理，进一步揭示作物的生长态势。

主权项

一种面向精细农业的灌溉试验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将发芽期、幼苗期、开花期和结果期四个不同生长阶段的作物分别置于四个灌溉试验平台上，用水分适宜、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4种灌溉模式分别对所述发芽期、幼苗期、开花期和结果期的作物进行灌溉处理；(2)实时监测作物的叶片舒展程度：利用3D扫描仪采集作物叶片的3D图像，采用傅立叶变换技术将3D图像转换为傅立叶频谱图，提取傅立叶频谱图中作物叶片空间域的频率信息，获得作物叶片结构特征，根据作物叶片结构特征提取叶片舒展指数，作为考察作物的叶片舒展程度的指标；(3)实时监测环境因素参数，所述环境因素参数包括空气温湿度、土壤含水率、灌水量、渗漏量、蒸腾量5项指标，具体为：利用空气温湿度传感器采集空气温湿度信息；利用土壤水分传感器采集作物根部处的土壤含水率信息；利用载荷传感器测量由水泵输出的灌水量、渗漏量、作物生长过程中的蒸腾量；(4)利用基于支持向量机的图像视觉分析叶片舒展程度的方法，建立知识库，逐一标记不同水分胁迫程度下叶片舒展程度；采集环境试验数据，分析叶片舒展程度与土壤含水率的关系；叶片舒展程度与土壤含水率以及环境因素之间的关系；不同水分胁迫程度下叶片舒展程度与土壤含水率以及环境因素之间的关系；(5)构建评估作物灌溉综合效益的多层次指标体系，利用多层次多目标模糊理论与方法,建立灌溉综合效益多层次多目标模糊评价模型；利用信息熵理论求得各层评价指标客观熵权，结合专家法的主观权重获得模型各层评价指标综合权重，提高模型可靠性；(6)利用建立的灌溉综合效益多层次多目标模糊评价模型判断不同灌溉模式的优劣，进而指导作物的灌溉。