CN110447509A - 一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供植物基质栽培的营养液灌溉控制系统与方法，包括：控制器、营养液灌溉子系统、植物栽培子系统、营养液排出液收集子系统、在线质量监测模块、电磁阀；控制器用于接收在线质量监测模块采集的数据，通过对数据的分析确定营养液灌溉量及灌溉频率，生成用于控制电磁阀开启或关闭的控制信号；营养液灌溉子系统用于向植物栽培子系统输送营养液；植物栽培子系统用于植物栽培生长；营养液排出液收集子系统用于收集从植物栽培子系统中排出的营养液；第一在线质量监测模块用于实时采集植物栽培子系统的质量；第二在线质量监测模块用于实时采集营养液排出液收集系统的质量；第一电磁阀用于营养液灌溉控制；第二电磁阀用于控制营养液的排出。

Description

一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统与方法

技术领域

本发明涉及无土栽培与现代水肥一体化技术领域，尤其涉及一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统与方法。

背景技术

基质栽培，是人为创造的用于固定植株并为其根系提供生长空间，保持良好水、肥、气环境的固体载体，是进行作物栽培的一种无土栽培方式，它是一种可以通过机械化、标准化、工厂化来实现省工省力、增产增收的现代农业生产方式。近十几年来，随着设施农业的发展、无土栽培技术的日渐成熟、自动控制装备的开发应用及原材料价格的降低，我国的无土栽培进入了一个快速发展阶段，果类蔬菜基质栽培的面积和产量均有大幅提高。

基质栽培下作物根系离开了自然载体土壤，在人为提供的、有限的、封闭的环境中生长，生长所需的水、肥、气等条件完全依靠人为提供和创造。也就是说，基质栽培作物根系完全摆脱了土壤不利植株生长的束缚，同时也失去了自然土壤的水肥“恩赐”，及其调节功能带来的“缓冲性”或消减人为因素的作用。因此，根据植物生长发育和根部基质的均衡含水量需求，制定科学的灌溉制度，进行一天多次的营养液精准供给，以维持根部始终处于水、肥、气、温等最佳状态，使根系在有限的根际容积里发挥其最大的水肥吸收功能，满足地上部生长发育的全部水分和养分需求，是植物基质栽培确保最好长势和产量的关键。

在现有技术中，植物基质栽培主要是采用定时定量(时序法)的方法进行营养液灌溉，灌溉频率、灌溉量完全依靠经验，常出现灌溉不及时、不足或过量等问题，植株长势和产量受到严重影响。随着现代水肥一体化技术发展和推广，光辐射累积法目前在连栋温室的植物基质栽培营养液灌溉中已有应用，然而光辐射累积法没有考虑空气温度、湿度等气象因子对作物耗水的作用，且仅是决策灌溉频率(启动灌溉的时间点)，灌溉量仍是经验值，还难以较好实现营养液供给与作物实际需求的同步化。营养液管理成为了植物基质栽培实现高产高效的关键限制因素。

发明内容

本发明实施例提供一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统与方法，用以解决现有技术中营养液灌溉量依赖经验值确定，难以较好实现营养液供给与作物实际需求的同步化的缺陷，实现对灌溉过程中营养液灌溉量的精确控制。

第一方面，本发明实施例提供一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统，包括：控制器1、营养液灌溉子系统2、植物栽培子系统3、营养液排出液收集子系统4、第一在线质量监测模块5和第二在线质量监测模块6、第一电磁阀9和第二电磁阀10；

所述控制器1与所述第一在线质量监测模块5、第二在线质量监测模块6、第一电磁阀9和第二电磁阀10分别连接，用于接收所述第一在线质量监测模块采集的所述植物栽培子系统的质量变化数据以及所述第二在线质量监测模块采集的所述营养液排出液收集子系统的质量变化数据，通过对数据的分析确定营养液灌溉量及灌溉频率，根据所述营养液灌溉量及灌溉频率生成用于控制所述电磁阀开启或关闭的控制信号；所述营养液灌溉子系统2用于向所述植物栽培子系统3输送营养液；所述植物栽培子系统3用于植物栽培生长；所述营养液排出液收集子系统4用于收集从所述植物栽培子系统3中排出的营养液；所述第一在线质量监测模块5用于实时采集所述植物栽培子系统3的质量；所述第二在线质量监测模块6用于实时采集所述营养液排出液收集系统4的质量；所述第一电磁阀9用于营养液灌溉控制；所述第二电磁阀10用于控制植物栽培子系统3中营养液的排出。

第二方面，本发明实施例提供一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，包括：

在启动灌溉的时间点，计算上一次灌溉周期内植物的耗液量；包括：

根据所述第一在线质量监测模块5对所述植物栽培子系统3质量变化情况的监测数据计算前一灌溉周期内基质水分含量的变化量，根据所述第二在线质量监测模块6对所述营养液排出液收集子系统4质量变化情况的监测数据计算前一灌溉周期内营养液排出液的质量，由前一次灌溉的营养液灌溉量、前一灌溉周期内基质水分含量的变化量、前一灌溉周期内营养液排出液的质量得到前一灌溉周期内植物的耗液量；其中，所述灌溉周期是一次灌溉动作启动时刻到下一次启动灌溉时间点之间的时间；

由上一次灌溉周期内植物的耗液量确定本次灌溉的灌溉量；

向植物灌溉营养液。

本发明实施例提供的植物基质栽培的营养液灌溉控制系统与方法能够通过第一在线质量监测模块5得到植物栽培子系统的质量变化数据，能够通过第二在线质量监测模块6得到营养液排出液收集子系统的质量变化数据，由这两类质量变化数据可进一步计算植物的耗液量，进而精确计算营养液的灌溉量。该营养液灌溉控制系统为营养液精确灌溉提供了条件，使得营养液灌溉量能够与植物实际需求同步化，维持植物根部始终处于水、肥、气等最佳状态，确保基质栽培植物的安全、优质、高产、高效生产。

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一简单地介绍，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为本发明实施例提供的一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统的结构示意图；

图3为本发明又一实施例提供的一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法的流程图；

图5为本发明另一实施例提供的一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法的流程图；

图6为本发明又一实施例提供的一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法的流程图。

图面说明

1-控制器； 2-营养液灌溉子系统；

3-植物栽培子系统； 4-营养液排出液收集子系统；

5-第一在线质量监测模块； 6-第二在线质量监测模块；

7-第一电导率传感器； 8-第二电导率传感器；

9-第一电磁阀； 10-第二电磁阀。

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、完整地描述，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作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。

本发明实施例提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统，参见图1，具体包括：控制器1、营养液灌溉子系统2、植物栽培子系统3、营养液排出液收集子系统4、第一在线质量监测模块5和第二在线质量监测模块6、第一电磁阀9和第二电磁阀10。

所述控制器1通过线缆与第一在线质量监测模块5、第二在线质量监测模块6、第一电磁阀9和第二电磁阀10分别连接，用于接收第一在线质量监测模块5采集的植物栽培子系统的质量变化数据及第二在线质量监测模块6采集的营养液排出液收集子系统4的质量变化数据，然后对这些数据进行分析，确定营养液灌溉量及灌溉频率，根据所述营养液灌溉量及灌溉频率生成用于控制电磁阀开启或关闭的控制信号；所述营养液灌溉子系统2通过灌溉管路并利用灌溉管路末端的滴箭与所述植物栽培子系统3的基质连接，执行营养液灌溉动作，向所述植物栽培子系统3的植物根部基质输送适宜浓度的营养液；所述植物栽培子系统3包括栽培槽、栽培基质、栽培植物和排出液管等，用于植物栽培生长；所述营养液排出液收集子系统4置于所述植物栽培子系统3排出液管的出液口下端，用于收集从植物栽培子系统中排出的营养液；所述第一在线质量监测模块5置于所述植物栽培子系统3的下方，用于实时采集所述植物栽培子系统3的质量；所述第二在线质量监测模块6置于所述营养液排出液收集子系统4的下方，用于实时采集营养液排出液收集子系统4的质量；所述第一电磁阀9布置于所述营养液灌溉子系统2的灌溉主管上，用于营养液灌溉控制；所述第二电磁阀10布置于所述植物栽培子系统3的排出液管处，用于控制植物栽培子系统营养液的排出。

本发明实施例以及对应的图1中，为了说明的清楚与方便，植物栽培子系统3、营养液排出液收集子系统4以及服务于它们的第一在线质量监测模块5、第二在线质量监测模块6、第二电磁阀10均只各自描述了一套，但本领域技术人员应当清楚，在实际生产中，可根据生产区面积、地形等外部条件，合理布置一套或多套的植物栽培子系统3、营养液排出液收集子系统4、第一在线质量监测模块5、第二在线质量监测模块6、第二电磁阀10，使控制器1获取的数据信息更具代表性；当这些部件有多套时，营养液灌溉控制的过程与这些部件仅具有一套时相比并没有本质性的区别，在本发明实施例中将不再重复描述。

本发明实施例提供的植物基质栽培的营养液灌溉控制系统能够通过第一在线质量监测模块5得到植物栽培子系统的质量变化数据，能够通过第二在线质量监测模块6得到营养液排出液收集子系统的质量变化数据，由这两类质量变化数据可进一步计算植物的耗液量，进而精确计算营养液的灌溉量。该营养液灌溉控制系统为营养液精确灌溉提供了条件，使得营养液灌溉量能够与植物实际需求同步化。

基于上述任一实施例，本发明实施例提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统，参见图2，还包括第一电导率传感器7；其中，该第一电导率传感器7与控制器1连接，所述第一电导率传感器7布置于所述营养液灌溉子系统2的混液桶上，用于实时采集营养液灌溉液的EC值(电导率值)，监测营养液灌溉液浓度。

基于上述任一实施例，本发明实施例提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统，参见图3，还包括第二电导率传感器8；其中，所述第二电导率传感器8布置于所述植物栽培子系统3的营养液排出液管上，按照营养液排出方向所述第二电导率传感器8还在所述第二电磁阀10之前，用于实时采集营养液排出液的EC值，监测营养液排出液浓度。

本发明实施例以及对应的图3中，为了说明的清楚与方便，第二电导率传感器8仅描述了一个，但本领域技术人员应当清楚，在实际生产中，当植物栽培子系统3根据生产需要有多套时，所述第二电导率传感器8也将有多个，以满足监测多个植物栽培子系统3中各自营养液排出液浓度的需要。

基于上述任一实施例，本发明实施例还提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，参见图4，该营养液灌溉控制方法包括：

步骤401、在启动灌溉的时间点，计算上一次灌溉周期内植物的耗液量。

所述启动灌溉的时间点可以是如后续本发明实施例中所提到的那样通过计算植物栽培系统的质量变化值、并根据该质量变化值与一质量变化阈值的比较结果而得到的时间点，也可以是一预先设定的固定时间点，还可以是通过本领域技术人员的惯用技术手段所得到的时间点。

所述灌溉周期是一次灌溉动作启动时刻到下一次启动灌溉时间点之间的时间。

第一在线质量监测模块5可实时(如1次/s)采集植物栽培子系统3的质量，若在上次灌溉周期的起始时刻植物栽培系统的质量为m₁₁，在上次灌溉周期的结束时刻植物栽培系统的质量为m₁₂，求两者之差可得到植物栽培系统质量变化值Δm_1i，即上次灌溉周期内基质水分含量的变化值。

第二在线质量监测模块6可实时(如1次/s)采集营养液排出液收集子系统4的质量，若在上次灌溉周期的起始时刻营养液排出液收集子系统的质量为m₂₁，在上次灌溉周期的结束时刻营养液排出液收集子系统的质量为m₂₂，求两者之差可得到营养液排出液收集子系统质量变化值Δm_2i，即上次灌溉周期内营养液排出液的质量。

按照质量平衡原理可按照如下公式计算上次灌溉周期内的植物耗液量M_j-1：

M_j-1＝I_j-1-Δm_1i-Δm_2i(j＝1、2、3......，i＝2、3、4......)

其中，I_j-1为第j-1次灌溉的营养液灌溉量(j＝1、2、3......)。

其中，Δm_1i为第j-1次灌溉到第j次灌溉时间段内所述作物栽培子系统的质量变化(i＝2、3、4......)；

其中，Δm_2i为第j-1次灌溉到第j次灌溉时间段内营养液排出液收集子系统的质量变化，即Δm_2i＝m_2i-m₂₁(i＝2、3、4......)。

其中，植物定植水灌溉到第一次灌溉期间的作物耗水量记为M₀，用于决策第一次灌溉(除定植水外)的营养液灌溉量I₁。

步骤402、由步骤401得到的上次灌溉周期内植物的耗液量确定本次灌溉的灌溉量。

一般而言，本次灌溉的灌溉量就等于上次灌溉周期内植物的耗液量。本领域技术人员应当了解，根据植物生长的具体情况，也可对本次灌溉的灌溉量进行调整，如本次灌溉的灌溉量是上次灌溉周期内植物的耗液量与一个调节系数的乘积，该调节系数可以大于1，也可以小于1。

步骤403、根据步骤402计算得到的灌溉量向植物的根际基质灌溉营养液。

在灌溉营养液时，首先执行灌溉动作。执行灌溉动作时，采集并记录本次灌溉启动时刻植物栽培子系统3的质量，将这一质量值与前一步骤计算得到的营养液灌溉量相加，得到第一和值；第一在线质量监测模块5继续实时采集植物栽培子系统3的质量，当植物栽培子系统3的质量达到前述第一和值后，结束本次灌溉动作。在执行灌溉动作时，需停止排液动作，以保证本次灌溉过程中营养液灌溉量的精确控制。在开始执行灌溉动作时，还需将植物栽培系统质量变化值Δm_1i归零，以便后续的计算。

灌溉动作结束后，开始排液动作。在执行排液动作时，营养液排出液收集子系统4收集植物栽培子系统3排出的营养液，同时实时采集并记录植物栽培子系统3的质量，直至本次灌溉周期结束时，结束排液动作，以有效确保本次营养液排出液量的精确计算。

以上是一个灌溉周期内的步骤说明，上述步骤可重复执行，直至植物生长周期的终结。

基于上述任一实施例，本发明实施例还提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，参见图5，该方法包括：

步骤501、计算植物栽培子系统3的质量变化值，根据该质量变化值判断营养液灌溉频率(启动灌溉的时间点)；

第一在线质量监测模块5实时(如1次/s)采集植物栽培子系统3的质量m_1i(i表示实时采集的次数，i＝1、2、3...)，并计算植物栽培子系统3质量m_1i的变化值Δm_1i：

即，Δm_1i＝m_1i-m₁₁(i＝2、3、4......)；

然后，将植物栽培子系统3质量变化值Δm_1i与预设的植物栽培子系统质量变化阈值Δm₁进行大小比较，当到达Δm_1i≥Δm₁时刻，即判断此时为灌溉营养液的启动时间点。其中，植物栽培子系统质量变化阈值Δm₁是一个预设值，根据基质栽培特点，其大小应小于5％基质饱和含水量(质量含水量)，且与植物种类、植物生育期等有关。在实际应用中，结合植物种类、植物生育期，本领域技术人员结合现有技术中的公知常识可确定该阈值的具体取值。

步骤502、在步骤501得到的启动灌溉的时间点，计算上一次灌溉周期内植物的耗液量；

步骤503、由步骤502得到的上次灌溉周期内植物的耗液量确定本次灌溉的灌溉量。

步骤504、根据步骤503计算得到的灌溉量向植物的根际基质灌溉营养液。

步骤502-步骤504的具体实现与前一实施例中步骤401-步骤403的实现步骤无本质差别，因此不在此处重复描述。

基于上述任一实施例，本发明实施例还提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，参见图6，该方法包括：

步骤601、计算植物栽培子系统3的质量变化值，根据该质量变化值判断营养液灌溉频率(启动灌溉的时间点)；

步骤602、在启动灌溉的时间点，计算上次灌溉周期内植物的耗液量；

步骤603、由上次灌溉周期内植物的耗液量确定本次灌溉的灌溉量；

步骤604、调节营养液灌溉液的浓度；

第一电导率传感器7实时采集营养液灌溉液电导率，从而得到营养液灌溉液浓度EC_灌；将营养液灌溉液浓度EC_灌与营养液灌溉液浓度阈值EC_上限、EC_下限进行比较，如EC_下限≤EC_灌≤EC_上限，则可执行后续的灌溉操作；否则，调节营养液灌溉液浓度EC_灌，使EC_下限≤EC_灌≤EC_上限，即达到适宜作物生长发育需求的营养液灌溉浓度后，再执行后续的灌溉操作。

虽然在本发明实施例中，将本步骤置于步骤603和步骤604之间，但在其他的本发明实施例中，其执行顺序可以调整，在本次灌溉周期内、灌溉营养液的动作执行前均可执行本步骤。

步骤605、根据步骤603计算得到的灌溉量向植物的根际基质灌溉营养液。

基于上述任一实施例，本发明实施例还提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，在该方法中，在根据上次灌溉周期内植物的耗液量来确定本次灌溉的灌溉量时，可通过对前次灌溉周期内营养液灌溉液的电导率EC_灌和营养液排出液的电导率EC_排的比较分析，来辅助决策本次灌溉时的营养液灌溉量。即：ΔEC＝EC_排-EC_灌，当ΔEC≤a(a≥0)时按公式I_j＝M_j-1(j＝1、2、3......)计算出营养液灌溉量，当ΔEC≥a(a≥0)时按照公式I_j＝kM_j-1(j＝1、2、3......)计算营养液灌溉量；其中，k为灌溉系数，与植物种类、基质类型有关，可通过试验获得；a为营养液灌溉液的电导率EC_灌与营养液排出液的电导率EC_排的差值ΔEC的预设阈值，与栽培作物种类、基质类型有关，可通过试验获得。这样做可以更好维持基质盐分状态提高营养液利用效率。

基于上述任一实施例，本发明实施例还提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，当营养液灌溉控制系统中用于决策灌溉量和灌溉启动时间点的所述植物栽培子系统3、营养液排出液收集子系统4以及服务于它们的第一在线质量监测模块5、第二在线质量监测模块6、第二电磁阀10、第二电导率传感器8有多套时，它们分别被布置在生产区有代表性的位置，形成多个植物基质栽培的营养液灌溉控制决策点，每个控制决策点对应一定面积的子生产区；在该方法中，所述向植物灌溉营养液包括：

一个营养液灌溉控制决策点对应的子生产区内的植物按照该营养液灌溉控制决策点对应的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点进行灌溉。

基于上述任一实施例，本发明实施例还提供了一种植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，当营养液灌溉控制系统中用于决策灌溉量和灌溉启动时间点的所述植物栽培子系统3、营养液排出液收集子系统4以及服务于它们的第一在线质量监测模块5、第二在线质量监测模块6、第二电磁阀10、第二电导率传感器8有多套时，它们分别被布置在生产区有代表性的位置，形成多个植物基质栽培的营养液灌溉控制决策点，每个控制决策点对应一定面积的子生产区；在该方法中，所述向植物灌溉营养液包括：

根据全生产区内多个营养液灌溉控制决策点对应的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点计算全生产区的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点，对全生产区内的植物统一进行灌溉；其中，计算全生产区的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点可以通过对各个营养液灌溉控制决策点对应的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点求均值的方法，也可以采用本领域技术人员容易想到的其他方法实现。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统，其特征在于，包括：控制器(1)、营养液灌溉子系统(2)、植物栽培子系统(3)、营养液排出液收集子系统(4)、第一在线质量监测模块(5)和第二在线质量监测模块(6)、第一电磁阀(9)和第二电磁阀(10)；

所述控制器(1)与所述第一在线质量监测模块(5)、第二在线质量监测模块(6)、第一电磁阀(9)和第二电磁阀(10)分别连接，用于接收所述第一在线质量监测模块(5)采集的所述植物栽培子系统(3)的质量变化数据以及所述第二在线质量监测模块(6)采集的所述营养液排出液收集子系统(4)的质量变化数据，通过对数据的分析确定营养液灌溉量及灌溉频率，根据所述营养液灌溉量及灌溉频率生成用于控制所述电磁阀开启或关闭的控制信号；所述营养液灌溉子系统(2)用于向所述植物栽培子系统(3)输送营养液；所述植物栽培子系统(3)用于植物栽培生长；所述营养液排出液收集子系统(4)用于收集从所述植物栽培子系统(3)中排出的营养液；所述第一在线质量监测模块(5)用于实时采集所述植物栽培子系统(3)的质量；所述第二在线质量监测模块(6)用于实时采集所述营养液排出液收集系统(4)的质量；所述第一电磁阀(9)用于营养液灌溉控制；所述第二电磁阀(10)用于控制植物栽培子系统(3)中营养液的排出。

2.根据权利要求1所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制系统，其特征在于，还包括第一电导率传感器(7)；其中，所述第一电导率传感器(7)与所述控制器(1)连接，所述第一电导率传感器(7)用于采集营养液灌溉液的电导率值。

3.根据权利要求2所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制系统，其特征在于，还包括第二电导率传感器(8)，所述第二电导率传感器(8)与所述控制器(1)连接；所述第二电导率传感器(8)用于采集营养液排出液的电导率值。

4.基于权利要求1至3任一所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制系统所实现的植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，包括：

在启动灌溉的时间点，计算上一次灌溉周期内植物的耗液量；包括：

根据所述第一在线质量监测模块(5)对所述植物栽培子系统(3)质量变化情况的监测数据计算前一灌溉周期内基质水分含量的变化量，根据所述第二在线质量监测模块(6)对所述营养液排出液收集子系统(4)质量变化情况的监测数据计算前一灌溉周期内营养液排出液的质量，由前一次灌溉的营养液灌溉量、前一灌溉周期内基质水分含量的变化量、前一灌溉周期内营养液排出液的质量得到前一灌溉周期内植物的耗液量；其中，所述灌溉周期是一次灌溉动作启动时刻到下一次启动灌溉时间点之间的时间；

由上一次灌溉周期内植物的耗液量确定本次灌溉的灌溉量；

向植物灌溉营养液。

5.根据权利要求4所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，其特征在于，所述启动灌溉的时间点采用如下步骤确定：

将所述第一在线质量监测模块(5)监测到的所述植物栽培子系统(3)的质量变化值与植物栽培系统质量变化阈值进行比较，当质量变化值大于或等于所述阈值，当前时刻为启动灌溉的时间点。

6.根据权利要求4所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，其特征在于，在向植物灌溉营养液的步骤之前，还包括对营养液灌溉液浓度进行调控的步骤；该步骤包括：

将所述第一电导率传感器(7)所监测的营养液灌溉液电导率值与营养液灌溉液电导率上限阈值、营养液灌溉液电导率下限阈值进行比较，当营养液灌溉液电导率值在该所述上限阈值、下限阈值的范围内，则能够执行向植物灌溉营养液的步骤，否则需要调节营养液灌溉液浓度，使得其电导率值在所述营养液灌溉液电导率上限阈值、营养液灌溉液电导率下限阈值的范围内。

7.根据权利要求4所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，其特征在于，在由上一次灌溉周期内植物的耗液量确定本次灌溉的灌溉量的步骤中，还包括：

比较前次灌溉周期内的所述第一电导率传感器(7)所监测的营养液灌溉液的电导率EC_灌和前次灌溉周期内的所述第二电导率传感器(8)所监测的营养液排出液的电导率EC_排，得到前次灌溉周期内的电导率变化值ΔEC，即：

ΔEC＝EC_排-EC_灌；

当ΔEC≤a时，按公式I_j＝M_j-1计算本次灌溉的营养液灌溉量；其中，a≥0，为营养液灌溉液的电导率EC_灌与营养液排出液的电导率EC_排的差值ΔEC的预设阈值；j＝1、2、3......；I_j表示本次灌溉的营养液灌溉量；M_j-1表示前次灌溉周期内植物的耗液量；

当ΔEC≥a时，按照公式I_j＝kM_j-1计算本次灌溉的营养液灌溉量；其中，k为灌溉系数。

8.根据权利要求4所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，其特征在于，所述向植物灌溉营养液的步骤包括：

关闭所述第二电磁阀(10)，停止排液；

求本次灌溉开始时植物栽培子系统(3)的质量与本次灌溉的灌溉量之和，得到第一和值；

开启所述第一电磁阀(9)，开始本次灌溉，实时采集植物栽培子系统(3)的质量值，将该值与所述第一和值进行比较，当植物栽培子系统(3)的质量值达到该第一和值后，关闭所述第一电磁阀(9)，结束本次灌溉；

开启所述第二电磁阀(10)，开始排液。

9.根据权利要求4所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，其特征在于，所述向植物灌溉营养液包括：

一个营养液灌溉控制决策点对应的子生产区内的植物按照该营养液灌溉控制决策点对应的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点进行灌溉；其中，

所述营养液灌溉控制决策点是生产区内有代表性的位置，一个营养液灌溉控制决策点布置有至少各一个所述植物栽培子系统(3)、所述营养液排出液收集子系统(4)、所述第一在线质量监测模块(5)、所述第二在线质量监测模块(6)、所述第二电磁阀(10)、所述第二电导率传感器(8)。

10.根据权利要求4所述的植物基质栽培的营养液灌溉控制方法，其特征在于，所述向植物灌溉营养液包括：

根据全生产区内多个营养液灌溉控制决策点对应的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点计算全生产区的营养液灌溉量和启动灌溉的时间点，对全生产区内的植物统一进行灌溉；其中，

所述营养液灌溉控制决策点是生产区内有代表性的位置，一个营养液灌溉控制决策点布置有至少各一个所述植物栽培子系统(3)、所述营养液排出液收集子系统(4)、所述第一在线质量监测模块(5)、所述第二在线质量监测模块(6)、所述第二电磁阀(10)、所述第二电导率传感器(8)。