CN102413160A - 一种猕猴桃果园精准管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了猕猴桃果园精准管理系统，包括分布在各个猕猴桃果园的传感器组、若干传感器节点、若干网关节点、通信服务器和监控中心，传感器组合内包括土壤温度传感器、土壤水分传感器、空气温湿度传感器和光照传感器，根据猕猴桃生长期的需求，以适合的采样周期采集监测区域的大气温度、大气湿度、光照数据、土壤温度、土壤水分，各个传感器节点收集各传感器采集到的数据，并将数据汇聚到网关节点，进而由网关节点将数据实时传输到远端通信服务器，通信服务器对数据进行解析，并存入数据库，监控中心从数据库中读取数据，对数据进行分析，将生产指导建议以短信方式通知果园管理者。

Description

一种猕猴桃果园精准管理系统

技术领域

本发明涉及一种猕猴桃果园精准管理系统，属于农业信息化技术领域。

背景技术

猕猴桃是西部的优势产业，近年来猕猴桃在西部地区发展迅猛，已真正成为果农增收的支柱产业和新农村建设的主要力量，是广大农民脱贫致富，增加收入的重要途径，但从总体上讲猕猴桃产业水平仍然较低，生产依然存在不少问题。主要问题是猕猴桃和猕猴桃主要以家庭经营为主，生产规模、集约化栽培程度低，新优技术普及率和应用率低，生产技术不统一，不同农户之间的果园管理水平差异很大，生产过程中，从果园施肥、灌水、病虫害防治、果实管理等方面技术措施多数依靠经验，盲目性较大，缺乏果树优质生产的精准化技术规范，造成果品质量差异较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种猕猴桃精准管理专家系统。

一种猕猴桃果园精准管理系统，包括分布在各个猕猴桃果园的传感器组、若干传感器节点、若干网关节点、通信服务器和监控中心，传感器组合内包括土壤温度传感器、土壤水分传感器、空气温湿度传感器和光照传感器，根据猕猴桃生长期的需求，以适合的采样周期采集监测区域的大气温度、大气湿度、光照数据、土壤温度、土壤水分，各个传感器节点收集各传感器采集到的数据，并将数据汇聚到网关节点，进而由网关节点将数据实时传输到远端通信服务器，通信服务器对数据进行解析，并存入数据库，监控中心从数据库中读取数据，对数据进行分析，将生产指导建议以短信方式通知果园管理者。

所述的猕猴桃果园精准管理系统，每十亩果园安装3套传感器组。

所述的猕猴桃果园精准管理系统，所述监控中心设置施肥量管理模块、灌水量管理模块、病虫害防治管理模块和信息发送模块，所述施肥量管理模块、所述灌水量管理模块、所述病虫害防治管理模块根据采集到的大气温湿度、光照、土壤温度、土壤水分，分别就猕猴桃果园的施肥、灌水、病虫害防治进行诊断并提出准确的管理措施，所述信息发送模块自动将所述管理措施及时传送给果农，果农收到信息后即可进行果园实地操作，进行果园精准管理。

所述的猕猴桃果园精准管理系统，所述施肥量管理模块，采用的施肥建议模型为：

(4)N＝(3×M/100-0.5×N×0.15)/5；

(5)P₂O₅＝(3×M/100-0.5×P×0.15)/5；

(6)K₂O＝(3×M/100-0.5×K×0.15)/5；

式中括号内N、P、K代表土壤中氮、磷、钾养分含量，M为目标产量。

所述的猕猴桃果园精准管理系统，所述灌水管理模块包括以下单元：

(1)萌芽期灌水管理单元，萌芽期灌水对启动树体生长有利，利于开花、坐果和新梢生长，萌芽期土壤适宜含水量应为田间持水量的70％～80％，当土壤含水量低于65％时，应灌水；

(2)春梢旺长期灌水管理单元，春梢旺长期是需水高峰期，供水不足，不但春梢生长量小，还会造成大量落果，影响果实发育和花芽分化；次期适宜土壤含水量应为田间持水量的60％～70％，当土壤含水量低于60％时灌水，但应注意灌水适度，灌水量不宜过大；

(3)果实膨大期灌水管理单元，果实膨大期如遇干旱应及时灌水，以促进果实生长，提高产量，在果实成熟前灌水不宜过多，否则会降低果实品质，次期适宜土壤含水量应为田间持水量的80％，当土壤含水量低于75％时应灌水；

(4)秋施基肥后灌水管理单元灌水应灌满肥坑，使肥分随水分向周围扩散，以利根系吸收；

(5)落叶休眠期灌水管理单元，在土壤结冻前灌水称封冻水，此次灌水量应足，灌水后土壤含水量为田间持水量的100％，对果树安全越冬有利。

本发明针对生产中的实际问题，采用信息化管理技术，建立猕猴桃精准管理专家系统，制定猕猴桃和猕猴桃精准管理技术规范，提升了猕猴桃和猕猴桃产业的科技含量，促进产业健康发展和农民增产增收，对西部欠发达地区地方经济发展发挥了重要作用。

本发明利用布设的环境信息与生物信息的监测网络，从施肥、灌水、病虫害防治等方面实现果园管理的精准化，化肥用量减少了15％以上，化学农药用量减少30％以上，灌溉水的用量减少30％-60％，节约了资源，并降低了过量农药化肥对生态环境的破坏，本项目在节约能源、资源和保护环境方面发挥了重要作用。

附图说明

图1为为本发明猕猴桃果园精准管理系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

参考图1，猕猴桃果园精准管理系统包括分布在各个猕猴桃果园的传感器组、若干传感器节点、若干网关节点、通信服务器和监控中心，传感器组合内包括土壤温度传感器、土壤水分传感器、空气温湿度传感器和光照传感器，根据猕猴桃生长期的需求，以适合的采样周期(大气温度、大气湿度、光照数据、土壤温度每10分钟测一次数据；土壤水分每30分钟测一次数据)采集监测区域的大气温度、大气湿度、光照数据、土壤温度、土壤水分，各个传感器节点收集各传感器采集到的数据，并将数据汇聚到网关节点，进而由网关节点将数据实时传输到远端通信服务器，通信服务器对数据进行解析，并存入数据库，监控中心从数据库中读取数据，对数据进行分析，将生产指导建议以短信方式通知果园管理者。

基于无线传感和互联网技术，将果园、专家、农户超时空紧密结合在一起，专家通过系统可以随时掌握果园的实际情况，并依托系统可以将果园管理措施随时传输给果农，果农接收到指令能够做到果园管理的精准化。

传感器选型如下表1所示，一般每十亩果园安装温湿度传感器、光照传感器、土壤水份传感器、土壤温度传感器各3套，以平均值表示果园大气温湿度、光照、土壤温度、土壤水分等参数的变化。

表1传感器类型

传感器类型	器件型号
		温湿度传感器	SHTxx
光照传感器	ISL29001
		土壤水份传感器	FDS100
土壤温度传感器	PT1000

实施例2

参考图2，监控中心设置施肥量管理模块、灌水量管理模块、病虫害防治管理模块和信息发送模块，施肥量管理模块、灌水量管理模块、病虫害防治管理模块根据采集到的大气温湿度、光照、土壤温度、土壤水分等参数，分别就猕猴桃果园的施肥、灌水、病虫害防治进行诊断并提出准确的措施，信息发送模块自动将管理措施及时传送给果农，果农收到信息后即可进行果园实地操作，进行果园精准管理。

监控中心同步采集了果园的相关信息，包括果园地点、果农姓名、手机号、栽培的品种、树龄、株行距等。

实施例3

猕猴桃施肥量管理模块：在对秦美和海沃德两个主栽品种叶片和果实生长分析，以及对土壤养分分析的基础上，建立了土壤养分综合评价模型和目标产量与施肥关系模型。

利用土壤分析方法，测出猕猴桃果园土壤中的N、P、K、Fe、Mn、B、Zn、Cu、有机质(OM)等养分含量，代入模型(1)综合评价猕猴桃果园的综合养分情况，将养分综合评估值E代入(2)产量Y与肥料关系模型，可以计算出目前这种肥力水平下的产量水平，利用模型(3)目标产量M与施肥关系模型，代入(4)、(5)、(6)可以计算出N、P、K的建议施肥量。

土壤养分综合评价模型：

模型(1)E＝2.19Fe+1.62Zn+1.58Cu+0.69P+0.19K+1.95B+1.56Mn+1.28OM+0.69N

模型(2)产量与肥料关系模型：Y＝1566.36+6.68E

模型(3)目标产量M与施肥关系模型：

M＝1879.63+17.59Fe+12.98Zn+12.71Cu+5.53P+1.53K+15.63B+12.47Mn+10.26OM+5.57N；(OM代表土壤有机质含量)

施肥建议模型(括号内N、P、K代表土壤中氮、磷、钾养分含量)：

(4)N＝(3×M/100-0.5×N×0.15)/5；

(5)P₂O₅＝3×M/100-0.5×P×0.15)/5；

(6)K₂O＝3×M/100-0.5×K×0.15)/5；

灌水量管理模块：萌芽期、春梢旺长期、果实膨大期、落叶休眠期是猕猴桃四个关键的需水时期。果园精准管理专家系统通过土壤含水量的监测数据变化和果园生物学信息的汇总处理，可以准确判断出是否需要灌水、应该灌多少水量，从而做到果园水分的精准管理。

(1)萌芽期灌水管理单元：萌芽期灌水对启动树体生长有利，利于开花、坐果和新梢生长，萌芽期土壤适宜含水量应为田间持水量的70％～80％，当土壤含水量低于65％时，应灌水。

(2)春梢旺长期灌水管理单元：春梢旺长期是需水高峰期，供水不足，不但春梢生长量小，还会造成大量落果，影响果实发育和花芽分化。次期适宜土壤含水量应为田间持水量的60％～70％，当土壤含水量低于60％时灌水，但应注意灌水适度，灌水量不宜过大。

(3)果实膨大期灌水管理单元：果实膨大期如遇干旱应及时灌水，以促进果实生长，提高产量，在果实成熟前灌水不宜过多，否则会降低果实品质，次期适宜土壤含水量应为田间持水量的80％，当土壤含水量低于75％时应灌水。

(4)秋施基肥后灌水管理单元：灌水应灌满肥坑，使肥分随水分向周围扩散，以利根系吸收。

(5)落叶休眠期灌水管理单元：在土壤结冻前灌水称封冻水，此次灌水量应足，灌水后土壤含水量为田间持水量的100％，对果树安全越冬有利。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种猕猴桃果园精准管理系统，其特征在于，包括分布在各个猕猴桃果园的传感器组、若干传感器节点、若干网关节点、通信服务器和监控中心，传感器组合内包括土壤温度传感器、土壤水分传感器、空气温湿度传感器和光照传感器，根据猕猴桃生长期的需求，以适合的采样周期采集监测区域的大气温度、大气湿度、光照数据、土壤温度、土壤水分，各个传感器节点收集各传感器采集到的数据，并将数据汇聚到网关节点，进而由网关节点将数据实时传输到远端通信服务器，通信服务器对数据进行解析，并存入数据库，监控中心从数据库中读取数据，对数据进行分析，将生产指导建议以短信方式通知果园管理者。

2.根据权利要求1所述的猕猴桃果园精准管理系统，其特征在于，每十亩果园安装3套传感器组。

3.根据权利要求1所述的猕猴桃果园精准管理系统，其特征在于，所述监控中心设置施肥量管理模块、灌水量管理模块、病虫害防治管理模块和信息发送模块，所述施肥量管理模块、所述灌水量管理模块、所述病虫害防治管理模块根据采集到的大气温湿度、光照、土壤温度、土壤水分，分别就猕猴桃果园的施肥、灌水、病虫害防治进行诊断并提出准确的管理措施，所述信息发送模块自动将所述管理措施及时传送给果农，果农收到信息后即可进行果园实地操作，进行果园精准管理。

4.根据权利要求1所述的猕猴桃果园精准管理系统，其特征在于，所述施肥量管理模块，采用的施肥建议模型为：

(4)N＝(3×M/100-0.5×N×0.15)/5；

(5)P₂O₅＝(3×M/100-0.5×P×0.15)/5；

(6)K₂O＝(3×M/100-0.5×K×0.15)/5；

式中括号内N、P、K代表土壤中氮、磷、钾养分含量，M为目标产量。

5.根据权利要求1所述的猕猴桃果园精准管理系统，其特征在于，所述灌水管理模块包括以下单元：

(1)萌芽期灌水管理单元，萌芽期灌水对启动树体生长有利，利于开花、坐果和新梢生长，萌芽期土壤适宜含水量应为田间持水量的70％～80％，当土壤含水量低于65％时，应灌水；

(2)春梢旺长期灌水管理单元，春梢旺长期是需水高峰期，供水不足，不但春梢生长量小，还会造成大量落果，影响果实发育和花芽分化；次期适宜土壤含水量应为田间持水量的60％～70％，当土壤含水量低于60％时灌水，但应注意灌水适度，灌水量不宜过大；

(3)果实膨大期灌水管理单元，果实膨大期如遇干旱应及时灌水，以促进果实生长，提高产量，在果实成熟前灌水不宜过多，否则会降低果实品质，次期适宜土壤含水量应为田间持水量的80％，当土壤含水量低于75％时应灌水；

(4)秋施基肥后灌水管理单元灌水应灌满肥坑，使肥分随水分向周围扩散，以利根系吸收；

(5)落叶休眠期灌水管理单元，在土壤结冻前灌水称封冻水，此次灌水量应足，灌水后土壤含水量为田间持水量的100％，对果树安全越冬有利。

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