CN109566035A - 一种有机发酵液的综合管控方法及综合管控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有机发酵液的综合管控方法及综合管控系统。方法包括：在混合发酵罐中形成发酵体；向所述发酵罐内供氧并搅拌所述发酵罐内的所述发酵体制备发酵原液；对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，在需要灌溉时对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液；根据灌溉决策判断是否启动灌溉，再计算灌溉所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量并启动灌溉后，通过灌溉装置按照所述灌溉量对目标物进行灌溉。本发明实现了实现有机液肥的制备与施用的一体化、自动化和高效化，大幅提高有机液肥制备、施用和管理的效率，有利于资源的利用效率和生产效率。

Description

一种有机发酵液的综合管控方法及综合管控系统
技术领域
本发明涉及发酵及灌溉技术领域，具体涉及一种有机发酵液的综合管控方法及综合管控系统。
背景技术
有机液肥是一种在微生物作用下发酵形成的，集有机、无机营养和拮抗微生物及其代谢产物于一体的液态有机肥料。在农业生产中应用，有机液肥对土壤的改良、植物病原菌的抑制、土传病害的防治均有显著效果。有机液肥具有较好的流动性，可借助管道运输，利用喷洒装置或灌溉系统施用，及时为作物生长发育提供所需速效养分，促进增产增收。
现有技术当中，生产人员凭其经验进行有机液肥发酵和施用，而且有机液肥的发酵、调控和施用彼此独立，降低了有机液肥的发酵与施用的效率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种有机发酵液的综合管控方法及综合管控系统，实现对有机液肥的发酵、过滤、调配和灌溉的自动管控。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种有机发酵液的综合管控方法，包括：
在混合发酵罐中和水形成发酵体；
向所述发酵罐内供氧并搅拌所述发酵罐内的所述发酵体制备发酵原液；
对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，在需要灌溉时对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液；
根据灌溉决策判断是否启动灌溉，再计算灌溉所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量并启动灌溉后，通过灌溉装置按照所述灌溉量对目标物进行灌溉。
进一步的，所述对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液的步骤，包括：
通过第二流通管道将所述原液桶中的发酵原液输送至混合桶；
通过第三流通管道将水输送至混合桶；
采用PID控制器控制所述第二流通管道上的第二阀门和所述第三流通管道上的第三阀门，以便调控发酵原液与水混合比例，使发酵原液稀释至预设目标浓度范围的有机营养液。
进一步的，所述对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶的步骤，包括：
使用不同目数的过滤器对所述发酵原液进行逐级过滤；
其中，最后一级的过滤器使用目数为120目的过滤器对所述发酵原液进行过滤。
进一步的，采用下式计算所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量M1：
其中，V为待灌溉土地的体积，m3；p为土壤湿润比；η为水分利用效率；q1为土壤含水率上限阈值，q2为传感器检测的土壤含水率。
进一步的，所述发酵罐中的有机物料和水的质量比例为：1:10。
另一方面，本发明还提供了一种有机发酵液的综合管控系统，包括：
装料装置，用于混合发酵罐中的有机物料和水形成发酵体；
发酵装置，用于向所述发酵罐内供氧并搅拌所述发酵罐内的所述发酵体形成发酵原液；
调控装置，用于对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，并对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液；
灌溉装置，用于根据灌溉决策判断是否启动灌溉，再计算灌溉所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量并启动灌溉后，通过灌溉装置按照所述灌溉量对目标物进行灌溉。
进一步的，所述调控装置，包括：
第一输送单元，用于通过第二流通管道将所述原液桶中的发酵原液输送至混合桶；
第二输送单元，用于通过第三流通管道将水输送至混合桶；
混合单元，用于采用PID控制器控制所述第二流通管道上的第二阀门和所述第三流通管道上的第三阀门，以便调控发酵原液与水混合比例，使所述混合桶中发酵原液稀释至预设目标浓度范围的有机营养液。
进一步的，所述灌溉装置包括计算单元，所述计算单元，用于采用下式计算所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量M1：
其中，V为待灌溉土地的体积，m3；p为土壤湿润比；η为水分利用效率；q1为土壤含水率上限阈值，q2为传感器检测的土壤含水率。
进一步的，所述发酵罐中的有机物料和水的质量比例为：1:10。
由上述技术方案可知，本发明所述的一种有机发酵液的综合管控方法及综合管控系统，通过对有机液肥发酵、有机液肥的调配和有机液肥灌溉进行统一管控，实现有机液肥的发酵、制备与施用的一体化、自动化和高效化，大幅提高有机液肥制备、施用和管理的效率，有利于资源的利用效率和生产效率，突破有机肥管理的技术瓶颈。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种有机发酵液的综合管控方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种有机发酵液的综合管控系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种有机发酵液的综合管控方法，参见图1，具体包括如下步骤：
S101：在混合发酵罐中形成发酵体；
在本步骤中，首先向发酵罐中倒入预设的有机物料和水后进行混合，使有机物料充分与水接触。其中，有机物料和水的质量比例为：1:10。
S102：向所述发酵罐内供氧并搅拌所述发酵罐内的所述发酵体制备发酵原液；
在本步骤中，在发酵进程中往发酵罐内的发酵体中强制提供氧气，维持发酵体中的溶氧量，而且通过搅拌发酵罐内的发酵体，提高氧传递系数，进一步的增加溶氧量，提高形成发酵原液的发酵速度。在具体实施时，可以采用时序法控制搅拌装置和供氧装置的电磁阀的开/闭，实现对发酵进程中的搅拌和供氧的管控。
S103：对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，当需要灌溉时才根据预设浓度进行稀释，其中对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液；
在本步骤中，发酵罐内的发酵体在形成发酵原液后，将发酵罐内的发酵原液进行过滤，为符合微灌灌溉系统的标准，使用目数不等的过滤器对发酵原液进行多级过滤，具体过滤时，最后一级使用目数为120目的过滤器对所述发酵原液进行过滤。发酵原液经过多级过滤后实现对发酵原液的发酵原液和发酵渣的高效分离和发酵原液的对充分提纯，纯化发酵产物液态有机肥，使其达到微灌灌溉系统标准。
在对发酵原液过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，将原液桶中的发酵原液与清水进行混合稀释，调配获得预设目标浓度范围的有机营养液，用于田间灌溉，具体为：
通过第二流通管道将所述原液桶中的发酵原液输送至混合桶；
通过第三流通管道将水输送至混合桶；
采用PID控制器控制所述第二流通管道上的第二阀门和所述第三流通管道上的第三阀门，以便调控发酵原液与水混合比例，使发酵原液稀释至预设目标浓度范围的有机营养液。
S104：根据灌溉决策判断是否启动灌溉，再计算灌溉所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量并启动灌溉后，通过灌溉装置按照所述灌溉量对目标物进行灌溉。
在本步骤中，根据土壤水分传感器、光照传感器反馈的实测值，决策是否启动灌溉动作。
其中，预设的土壤含水率下限阈值q0，如检测时实测土壤含水率q2小于预设的土壤含水率下限阈值q0，则按照公式计算灌溉量。当传感器检测的土壤含水率q2小于预设的土壤含水率下限阈值q0，且光照强度实测值高于临界值时，灌溉决策系统进入“灌溉量计算”，然后根据灌溉量计算公式算出本次的有机液肥灌溉量M1，打开灌溉装置上的灌溉电磁阀、水泵，执行有机液肥灌溉动作，当本次灌溉量达到计算灌溉量M1时，本次灌溉自动结束。
其中，采用下式计算所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量M1：
其中，V为待灌溉土地的体积，m3；p为土壤湿润比，为100％；η为水分利用效率，为1；q1为土壤含水率上限阈值，q2为传感器检测的土壤含水率。
从上述描述可知，本发明实施例提供的一种有机发酵液的综合管控方法，通过对有机液肥发酵、有机液肥的调配和有机液肥灌溉进行统一管控，实现有机液肥的制备与施用的一体化、自动化和高效化，大幅提高有机液肥制备、施用和管理的效率，有利于资源的利用效率和生产效率，突破有机肥管理的技术瓶颈。
在上述实施例的基础上，本发明实施例提供一种有机营养液的灌溉决策方法，包括：
获取多次采集照射在作物冠层的光辐射值；
将多次采集的所述光辐射值进行累加获得累积值，并在所述累积值符合预设累积阈值时获取土壤的含水量；
在所述土壤含水量小于土壤的预设含水量时，根据所述土壤的含水量和所述土壤的预设含水量计算土壤营养液的灌溉量；
按照所述灌溉量对土壤上的作物进行土壤营养液的灌溉。
在进行灌溉之前，检测灌溉营养液的电导率和排出营养液的电导率；
计算所述排出营养液的电导率和所述灌溉营养液的电导率之间的差值；
当所述差值大于或等于预设电导率阈值时，对土壤进行土壤盐分淋洗；
按照所述灌溉量乘以预设的土壤盐分淋洗系数，获得实际灌溉量对土壤上的作物进行营养液灌溉。
本实施例提供的有机营养液的灌溉决策方法，通过采集太阳光的光辐射值，根据光辐射值的累积值判断是否检测土壤的含水量并根据含水量判断是否进行灌溉，实现灌溉过程的智能控制；在需要进行灌溉时，根据检测含水量和含水量的下限阈值营养液的灌溉量，实现灌溉用水的精准计量，对土壤上的作物进行精准计量的土壤营养液的灌溉，提高作物生长中营养液的利用率，同时达到省时省工、节约用料的目的，有利于土壤作物的提产、节本、增效。
本发明实施例提供了一种有机发酵液的综合管控系统，参见图2，包括：
装料装置10，用于混合发酵罐中的有机物料和水形成发酵体；
发酵装置20，用于向所述发酵罐内供氧并搅拌所述发酵罐内的所述发酵体形成发酵原液；
调控装置30，用于对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，并对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液；
灌溉装置40，用于根据灌溉决策判断是否启动灌溉，再计算灌溉所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量并启动灌溉后，通过灌溉装置40按照所述灌溉量对目标物进行灌溉。
进一步的，所述调控装置30，包括：
第一输送单元，用于通过第二流通管道将所述原液桶中的发酵原液输送至混合桶；
第二输送单元，用于通过第三流通管道将水输送至混合桶；
混合单元，用于采用PID控制器控制所述第二流通管道上的第二阀门和所述第三流通管道上的第三阀门，以便调控发酵原液与水混合比例，使所述混合桶中发酵原液稀释至预设目标浓度范围的有机营养液。
进一步的，所述灌溉装置40包括计算单元，所述计算单元，用于采用下式计算所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量M1：
其中，V为待灌溉土地的体积，m3；p为土壤湿润比；η为水分利用效率；q1为土壤含水率上限阈值，q2为传感器检测的土壤含水率。
进一步的，所述发酵罐中的有机物料和水的质量比例为：1:10。
系统中各模块所实现的功能与方法实施例中相应的操作步骤对应，这里不再赘述。
由上述技术方案可知，本发明所述的一种有机发酵液的综合管控系统，通过对有机液肥发酵、有机液肥的调配和有机液肥灌溉进行统一管控，实现有机液肥的发酵、制备与施用的一体化、自动化和高效化，大幅提高有机液肥制备、施用和管理的效率，有利于资源的利用效率和生产效率，突破有机肥管理的技术瓶颈。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种有机发酵液的综合管控方法，其特征在于，包括：
在混合发酵罐中形成发酵体；
向所述发酵罐内供氧并搅拌所述发酵罐内的所述发酵体制备发酵原液；
对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，在需要灌溉时对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液；
根据灌溉决策判断是否启动灌溉，再计算灌溉所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量并启动灌溉后，通过灌溉装置按照所述灌溉量对目标物进行灌溉。
2.根据权利要求1所述的综合管控方法，其特征在于，所述对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液的步骤，包括：
通过第二流通管道将所述原液桶中的发酵原液输送至混合桶；
通过第三流通管道将水输送至混合桶；
采用PID控制器控制所述第二流通管道上的第二阀门和所述第三流通管道上的第三阀门，以便调控发酵原液与水混合比例，使发酵原液稀释至预设目标浓度范围的有机营养液。
3.根据权利要求1所述的综合管控方法，其特征在于，所述对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶的步骤，包括：
使用不同目数的过滤器对所述发酵原液进行逐级过滤；
其中，最后一级的过滤器使用目数为120目的过滤器对所述发酵原液进行过滤。
4.根据权利要求1所述的综合管控方法，其特征在于，采用下式计算所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量M1(L)：
其中，V为待灌溉土地的体积，m3；p为土壤湿润比；η为水分利用效率；q1为土壤含水率上限阈值，q2为传感器检测的土壤含水率。
5.根据权利要求1所述的综合管控方法，其特征在于，所述发酵罐中的有机物料和水的质量比例为：1:10。
6.一种有机发酵液的综合管控系统，其特征在于，包括：
装料装置，用于混合发酵罐中的有机物料和水形成发酵体；
发酵装置，用于向所述发酵罐内供氧搅拌所述发酵罐内的所述发酵体形成发酵原液；
调控装置，用于对所述发酵罐内的所述发酵原液进行过滤后，通过第一流通管道将过滤后的发酵原液输送至原液桶，并对所述原液桶中的发酵原液进行稀释获得预设目标浓度范围的有机营养液；
灌溉装置，用于根据灌溉决策判断是否启动灌溉，再计算灌溉所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量并启动灌溉后，通过灌溉装置按照所述灌溉量对目标物进行灌溉。
7.根据权利要求6所述的综合管控系统，其特征在于，所述调控装置，包括：
第一输送单元，用于通过第二流通管道将所述原液桶中的发酵原液输送至混合桶；
第二输送单元，用于通过第三流通管道将水输送至混合桶；
混合单元，用于采用PID控制器控制所述第二流通管道上的第二阀门和所述第三流通管道上的第三阀门，以便调控发酵原液与水混合比例，使所述混合桶中发酵原液稀释至预设目标浓度范围的有机营养液。
8.根据权利要求6所述的综合管控系统，其特征在于，所述灌溉装置包括计算单元，所述计算单元，用于采用下式计算所述预设目标浓度范围的有机营养液的灌溉量M1：
其中，V为待灌溉土地的体积，m3；p为土壤湿润比；η为水分利用效率；q1为土壤含水率上限阈值，q2为传感器检测的土壤含水率。
9.根据权利要求6所述的综合管控系统，其特征在于，所述发酵罐中的有机物料和水的质量比例为：1:10。
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