CN103461083A - 一种启动温室营养液浇灌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种启动温室营养液浇灌的方法，以作物蒸腾量E作为作物日需水量，当作物蒸腾量E大于或者等于营养液上次浇灌量时，开始浇灌。作物蒸腾量由下式计算E=0.5×Rn+1.5×RH-0.3；E为作物蒸腾量，单位mm；Rn为累积的净辐射量，单位MJ/m；RH为相对湿度。浇灌结束后，将前面累积的辐射值清零。本发明解决了营养液何时灌，营养液浇灌频次的问题，减少了余液的排放，节约运营成本的同时减少对环境的污染，可应用于温室营养液浇灌的启动依据。

Description

一种启动温室营养液浇灌的方法

技术领域

本发明属于设施园艺栽培领域，具体涉及温室作物营养液的浇灌控制技术。

背景技术

与传统的土壤栽培方式相比，无土栽培的优点在于既可以生产廉价的无公害、绿色食品满足人们的生活需求，又能提高水肥利用效率。我国无土栽培面积在2011年已超过3000公顷，全世界营养液栽培面积达到402981公顷。但目前关于营养液调控策略方面的研究不多。目前我国温室生产中为了确保作物不缺肥，采用肥大水勤的营养液浇灌控制策略，即加大肥水供应，由此带来了一系列的问题，其中最严重的是营养液的排放日益增多，余液的排放不仅增加了温室的运营成本，同时污染了地下水资源。

目前生产中关于温室作物营养液的浇灌控制方法方面存在问题主要表现在营养液的浇灌量和浇灌频次方面，通俗的说，就是“何时灌”和“灌多少”的问题。本发明提出了一种新型的营养液管理策略，可以解决目前营养液管理中“何时灌”和“灌多少”的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的营养液管理策略，可以减少营养液的排放，节约运营成本的同时减少对环境的污染。

为了解决以上技术问题，本发明以基质对营养液的吸附量和根系对营养液的截获量作为每次灌溉量的最大值，以作物蒸腾量为灌溉启动因子，以此来控制营养液的浇灌，具体技术方案如下：

一种启动温室营养液浇灌的方法，其特征在于：以作物蒸腾量E作为作物日需水量，当作物蒸腾量E大于或者等于营养液上次浇灌量时，开始浇灌。

所述作物蒸腾量由下式计算E=0.5×Rn+1.5×RH-0.3；

E为作物蒸腾量，单位mm；Rn为累积的净辐射量，单位MJ/m；RH为相对湿度。

浇灌结束后，将前面累积的净辐射量值清零。

营养液每次灌溉量的确定依据：作物在生长发育中所吸收的养分和水分，主要来自于栽培基质。也就是说，只有栽培基质中的营养液才能被作物吸收。因此营养液每次浇灌量应不高于基质和根系的最大吸附量。

基质吸收量的确定：通过栽培基质量确定基质对营养液的吸收量。营养液吸收量由基质量乘以吸收系数得到。

作物根系截获量的计算：根系截获量与根系生长量密切相关，根系生长量可以通过有效积温来计算。通过计算出苗后的有效积温，确定作物根系截获的营养液量。则每次营养液最大浇灌量为基质吸附量与根系截获量之和。

本发明具有有益效果。本发明以作物蒸腾量E作为作物日需水量，以基质和根系截获的营养液作为每次浇灌量的依据，有效的解决了目前营养液管理中存在的“何时灌”和“灌多少”的问题。

具体实施方式

下面以温室栽培黄瓜营养液管理为例，详细介绍本发明一种新型的营养液管理策略，它包括以下三个步骤：

第一步，营养液每次浇灌量的确定。

假设某温室中采用珍珠岩栽培黄瓜，共使用珍珠岩40公斤，栽培黄瓜株数为100株，则每株使用珍珠岩400克。可以通过珍珠岩吸附营养液量和根系截获的营养液量来计算营养液每次浇灌量。

1.珠岩吸附营养液量的计算：

珍珠岩吸附营养液量等于珍珠岩量乘以吸附系数，在本发明中珍珠岩吸附系数为0.6，则基质吸附量为240毫升。

2.根系截获量的计算：

2.1有效积温的计算，

首先计算日平均温度，日平均温度按下面公式计算

Tmean=（T(1)+T(2)+T(3)+…T(24)）/24  （2）

Tmean为日平均温度，T(1)、T(2)、T(3)、…T(24)分别为1点、2点、3点…的每小时平均温度。

每日有效积温D=Tmean－Tb  (3)

公式中，D为每天的有效积温；Tb为温室黄瓜界限温度，取值13℃。

则第任意一天（第i天）有效积温GDD（growthdegreedays）可通过公式计算：

GDD（i+1）=GDD（i-1）+D（i）  (4)

2.2根系截获量的计算

$T\left(i\right)=\frac{450}{1+e^{\frac{250-\mathrm{GDD}(i-1)}{70}}}---\left(5\right)$

公式中T（i）为第i天根系截获的营养液的量，GDD（i-1）为第i-1天的有效积温。假设GDD（i-1）为180时，则根系截获量为120.96，则每次浇灌量不得大于基质吸附量（240毫升）与根系截获量（120.96）之和，即为360.96毫升。

第二步：营养液浇灌启动信息的确定

本发明采用作物蒸腾量作为营养液浇灌启动信息，作物蒸腾量由温室内环境因子决定。按照下面公式计算：

E=0.5×Rn+1.5×RH-0.3  （6）

假设当前累计辐射量为0.15（MJ/m），相对湿度为50%，则蒸腾量为0.525mm。假设每亩地种植黄瓜1000株，则每株蒸腾量为350毫升。针对第一步的浇灌量，由于蒸腾量小于浇灌量，不灌溉营养液。当累计辐射量为0.2MJ/m），相对湿度为50%，蒸腾量为0.55mm，每株蒸腾量为367毫升，大于最大浇灌量，开始灌溉营养液。

本发明中参数的获取：

1.基质吸附系数的确定

于傍晚时候选取干燥的珍珠岩，放置于已记录重量栽培桶中后称重，得到干燥珍珠岩的重量，然后将珍珠岩浇透，静置。第二天早上称取栽培桶和珍珠岩重量，即可得到珍珠岩对水分的最大吸附量。

2.根系截获量的确定

试验设计

选取干燥的珍珠岩放置于已记录重量的栽培桶中，共30桶。分两个处理，其中处理一15桶种植黄瓜（T1），处理二15桶不种作物。分别向栽培桶中浇灌营养液（T2），每天2次，每次600ml。按温室黄瓜常规管理进行管理。每次浇灌后记录各处理排出的余液，同时温室内温度、辐射等环境因子由温室控制计算机记录。根系截获量等于处理2的余液量减去处理1的余液量。利用公式（1）-（3）计算黄瓜生育期的有效积温，然后与计算出的根系截获量进行拟合，即可得到公式（4）

3.温室作物蒸腾量的计算

将黄瓜种植于充满珍珠岩的栽培桶中，在栽培桶下放置一精度为1克的天平。依据第一步确定的浇灌量对温室黄瓜进行营养液浇灌，每隔3分钟记录栽培桶重量，两次栽培桶重量的差值即为温室作物的单株蒸腾量。同时记录每分钟的净辐射量和湿度。以净辐射量和湿度为自变量，与单株蒸腾量进行拟合，即可得到公式（6）。

Claims (3)

1.一种启动温室营养液浇灌的方法，其特征在于：以作物蒸腾量E作为作物日需水量，当作物蒸腾量E大于或者等于营养液上次浇灌量时，开始浇灌。

2.如权利要求1所述的一种启动温室营养液浇灌的方法，其特征在于：所述作物蒸腾量由下式计算E=0.5×Rn+1.5×RH-0.3；

E为作物蒸腾量，单位mm；Rn为累积的净辐射量，单位MJ/m；RH为相对湿度。

3.如权利要求1所述的一种启动温室营养液浇灌的方法，其特征在于：浇灌结束后，将前面累积的净辐射量清零。