CN112167035B - 一种水培叶菜生产管理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种水培叶菜生产管理方法及系统，包括：分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息；根据第一环境信息获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；根据第一长势评估信息，实时调节第二环境信息使成品蔬菜在采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。本实施例提供的水培叶菜生产管理方法及系统，通过对作物的生长过程进行估算，以实时调节培育种苗的生长进程，保证生产区的叶菜完成采收后，培育的种苗及时达到采收标准，从而降低了生产区栽培设施的闲置率，同时避免了种苗过量供应造成的资源的浪费，使得水培叶菜生产单位面积的产出率和复种指数均得到大幅度提升。

Description

一种水培叶菜生产管理方法及系统
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域，尤其涉及一种水培叶菜生产管理方法及系统。
背景技术
水培蔬菜生产技术是近年来一种新兴的栽培模式，由于采用营养液代替土壤作为栽培介质进行蔬菜生产，可以通过对营养液的消毒或更换实现蔬菜的清洁生产，避免了传统土壤栽培土传性病虫害的发生，只需保证配制营养液的水源和肥料不受污染即可实现蔬菜的清洁化生产。还由于水培蔬菜的根系浸没在营养液中，移栽定植过程中不会损伤蔬菜的根系，从而节约了缓苗时间，使得蔬菜的生长周期大大减少，复种指数显著提高，每年可生产蔬菜15-18茬，可以实现蔬菜的工厂化生产，与土壤栽培相比单位面积的蔬菜产出率可以提高5倍以上。
水培蔬菜生产模式可以采用育苗移植的方式增加栽培茬数，减少传统土壤栽培土地翻耕、平整以及播种出芽过程中温室生产空间的闲置，进而增加了单位面积的产出率，缩短了投资回收期，增加产出效益。虽然多数的水培叶菜工厂均有独立的种苗培育室，一定程度上保障了栽培区叶菜采收后叶菜种苗的供应。但由于叶菜种苗的生长时间较长，一般为15-30天，且由于缺乏合理的管理措施，从而造成叶菜栽培系统运行和种苗供应普遍存在配合度不高的问题，包括：容易出现上茬叶菜采收完成下茬叶菜种苗没有达到五叶一心的定植标准，造成了栽培设施的不能及时定植，出现闲置时间；出现在栽培区叶菜没有达到采收标准，而种苗培育区的叶菜种苗已达到定植标准，造成种苗的浪费，增加了能源投入等。
因此，如何保证优质蔬菜种苗的按时按需供应，提高种苗培育和叶菜生产的契合度以实现即收同种，确保前茬叶菜采收时后茬叶菜种苗的及时供应，是提高蔬菜单位面积产出率、减少能源投入的前提和保证。
发明内容
本发明实施例针对现有叶菜营养液栽培育苗生产和采收后种苗需求配合度不高、导致生产率和资源投入较高的情况，提出一种即收同种的水培叶菜生产管理方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供一种水培叶菜生产管理方法，主要包括：分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息，日光温室用于定植成品蔬菜，人工气候室用于培育叶菜幼苗；根据第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；根据第一长势评估信息，实时调节第二环境信息，使成品蔬菜在所述采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。
可选地，上述根据第一环境信息获取成品蔬菜的第一长势评估信息，主要包括：按预设时间间隔分别采集第一环境信息；分别根据第一环境信息，对每个时间间隔内成品蔬菜的长势进行估算，以获取第一长势评估信息；第一长势评估信息包括成品蔬菜的鲜重评估值。
可选地，上述根据天气预报信息，确定成品蔬菜的采收期，主要包括：根据天气预报信息，对成品蔬菜的长势进行估算，并将成品蔬菜的鲜重评估值达到采收标准鲜重值的时间段预设为采收期。
可选地，上述分别根据第一环境信息，对每个时间间隔内成品蔬菜的长势进行估算，以获取所述第一长势评估信息，具体计算方法为：
Figure BDA0002655663160000021
Wi＝WSi+WNSi；
Figure BDA0002655663160000031
Figure BDA0002655663160000032
Figure BDA0002655663160000033
其中，FW为成品蔬菜的鲜重评估值，Wi为i时刻成品蔬菜的干重，WSi为i时刻成品蔬菜的结构性干物重，θ为成品蔬菜的含水量，WSo为初始时刻成品蔬菜的结构性干物重；μmax为成品蔬菜的潜在生长速率，WNSk为k时刻成品蔬菜的非结构性干物重，WSk为k时刻的成品蔬菜结构性干物重，C为温度系数，T为设施内的温度，WNS0为初始时刻的非结构性干物重，λ为二氧化碳的干物重转化系数，PG为冠层总光合速率，YG为转化系数，A为植株投影面积，τ为消光系数，LAI为叶面积指数，ξ为叶片的光合利用，R为太阳辐射，σ为二氧化碳的扩散导度，CC为空气的二氧化碳浓度，β为二氧化碳的光合补偿点浓度。
可选地，上述根据第二长势评估信息，实时调节第二环境信息，使成品蔬菜在采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准，具体包括：
获取预设时间间隔内第二环境信息；分别根据所述第二环境信息，对每个时间间隔内叶菜幼苗的长势进行估算，以获取第二长势评估信息；第二长势评估信息包括叶菜幼苗的鲜重评估值；根据第二长势评估信息预估成品蔬菜在采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值；判断叶菜幼苗的鲜重评估值是否达到移植标准；若未能达到移植标准，则调节第二环境信息，并重新预估成品蔬菜在采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
可选地，上述若未能达到移植标准，则调节第二环境信息，并重新预估成品蔬菜在采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准，具体包括：
若叶菜幼苗的鲜重评估值小于移植标准，则按照预设步长增强第二环境信息，并在每次增强后，重新预估成品蔬菜在采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
若叶菜幼苗的鲜重评估值大于移植标准，则按照预设步长降低第二环境信息，并在每次降低后，重新预估成品蔬菜在采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
可选地，第一环境信息为日光温室内的辐射和空气温湿度信息；第二环境信息为人工气候室内辐射和空气温湿度信息。
第二方面，本发明实施例还提供一种水培叶菜生产管理系统，主要包括气象信息传感模块、生产要素采集控制模块和种苗培育模块；气象信息传感模块主要用于分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息，日光温室内用于定植成品蔬菜，人工气候室用于培育叶菜幼苗；生产要素采集控制模块主要用于根据第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；设置于所述人工气候室内的种苗培育模块主要用于实时调节第二环境信息；生产要素采集控制模块还用于根据第一长势评估信息，实时控制种苗培育模块调节第二环境信息，使成品蔬菜在采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述水培叶菜生产管理方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述水培叶菜生产管理方法的步骤。
本发明实施例提供的水培叶菜生产管理方法及系统，通过对作物的生长过程进行估算，以实时调节培育种苗的生长进程，保证生产区的叶菜完成采收后，培育的种苗及时达到采收标准，从而降低了生产区栽培设施的闲置率，同时避免了种苗过量供应造成的资源的浪费，使得水培叶菜生产单位面积的产出率和复种指数均得到大幅度提升。
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是本发明实施例提供的一种水培叶菜生产管理方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种水培叶菜生产管理方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种日光温室与人工气候室的分布示意图；
图4为本发明实施例提供的一种水培叶菜生产管理系统的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
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。
图1为本发明实施例提供的一种水培叶菜生产管理方法的流程示意图，如图1所示，包括但不限于以下步骤：
步骤S1：分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息；日光温室内用于定植成品蔬菜，所述人工气候室用于培育叶菜幼苗。
步骤S2：根据第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；
步骤S3：根据第一长势评估信息，实时调节第二环境信息，使成品蔬菜在采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。
首先，可以在每个独立的日光温室内和人工气候室内分别设置气象信息传感装置，用于分别获取各个日光温室和人工气候室内的环境信息。为了方便说明，在本发明实施例中将日光温室内的环境信息称作第一环境信息，将人工气候室内的气象环境称作第二环境信息。其中，环境信息主要包括温度信息、湿度信息、气压信息、光照辐射信息、空气流速信息等，对此本发明实施例不作具体地限定。
需要说明的是，在本发明实施例中所提供的水培叶菜生产管理方法中，仅以一个日光温室配套一个人工气候室为例进行说明，即每个日光温室用于定植成品蔬菜，与之配套设置的人工气候室则用于为该日光温室培育叶菜幼苗，但其不作为对本发明实施例具体保护范围的限定，例如：可以由一个人工气候室同时为多个日光温室提供叶菜幼苗；也可以设置为一个日光温室由多个人工气候室提供叶菜幼苗。
为了方便说明，在后述实施例中均以水培生菜为例进行说明，将不作赘述。
进一步地，在叶菜工厂开始运行前，分别在叶菜生产区定植生菜种苗，在种苗培育区播种叶菜。根据叶菜栽培区的气象信息传感器采集的辐射、温湿度信息等第一环境信息后，利用作物生长规律与设施环境的响应关系，可以根据日光温室内的日照、温湿度等对日光温室的蔬菜的长势进行估算。
进一步地，在步骤S2中还可以收集种植地的天气预报信息，以确定在未来一段时间内日光温室内的环境信息，预测出定植的成品蔬菜的采收期。其中，所收集的天气预报信息可以根据不同作物的生长周期进行设置。例如：对于生菜来说，可以收集30天内的天气预报信息，并根据天气预报中所反映的温度以及光照信息，确定定植的生菜的大概采收期(如28天)。
最后，还可以收集人工气候室内的当前环境信息，并根据当前环境信息，计算出在成品蔬菜处于采收期内的时候，位于人工气候室内的叶菜幼苗是否达到移植标准。即成品蔬菜完成采收后，人工气候室内的叶菜幼苗刚好处于被移植的黄金时期。
如果，叶菜幼苗未达到移植标准，包括成品蔬菜达到采收期被采收后，叶菜幼苗还未没有达到五叶一心的定植标准；或者叶菜种苗已达到定植标准但此时成品蔬菜未被采收时，则可以适当的调节人工气候室内的环境，改变里面的光照强度、温湿度等，以实现加快或者减缓叶菜幼苗的成熟时间，确保在成品蔬菜采收时，叶菜幼苗能及时供应，既不会造成了栽培设施的不能及时定植而出现闲置时间，也不会造成种苗的浪费而增加了能源的投入成本。
本发明实施例提供的水培叶菜生产管理方法，通过对作物的生长过程进行估算，以实时调节培育种苗的生长进程，保证生产区的叶菜完成采收后，培育的种苗及时达到采收标准，从而降低了生产区栽培设施的闲置率，同时避免了种苗过量供应造成的资源的浪费，使得水培叶菜生产单位面积的产出率和复种指数均得到大幅度提升。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，上述根据第一环境信息获取成品蔬菜的第一长势评估信息，主要包括：按预设时间间隔分别采集第一环境信息；分别根据第一环境信息，对每个时间间隔内成品蔬菜的长势进行估算，以获取第一长势评估信息；第一长势评估信息包括成品蔬菜的鲜重评估值。
作为可选地实施例，还包括：获取预设时间间隔内第二环境信息；分别根据第二环境信息，对每个时间间隔内叶菜幼苗的长势进行估算，以获取第二长势评估信息；第二长势评估信息包括叶菜幼苗的鲜重评估值；根据第二长势评估信息预成品蔬菜在采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值。
具体地，如图2所示，本发明实施例还提供一种水培叶菜生产管理方法，在任一时间段内，包括但不限于以下步骤：
步骤Q1：利用气象信息采集装置分别采集种苗培育区和成品蔬菜生产区各分区单元内的辐射、温湿度等气象参数信息，并发送给生产要素控制中心，进行数据分析。
如图3所示，作为一种可选地实施例，提供的一种蔬菜种植区域的分区示意图，包括4个独立的叶菜生产区(日光温室)，分别为标记为11号叶菜生产区、12号叶菜生产区、13号叶菜生产区和14号叶菜生产区，和与每个叶菜生产区相对应的4个种苗培育区(人工气候室)，分别记为21号种苗培育区、22号种苗培育区、23号种苗培育区和24号种苗培育区，以实现一个叶菜生产区配置一个种苗培育区的设置方式。
步骤Q2：生产要素控制中心根据采集的气象参数信息，实时估算各分区单元作物的长势，包括：根据第一环境信息估算出成品蔬菜的；以及根据第二环境信息估算出叶菜幼苗的长势。在本发明实施例中，将长势利用鲜重进行表示，以便于数字化统计作物的长势。
上述步骤具体包括：
在开始进行水培叶菜生产管理前，分别在叶菜生产区定植生菜种苗，在种苗培育区播种叶菜。
根据叶菜栽培区的气象信息传感器采集的辐射和温度等信息，利用作物生长规律与设施环境的响应关系公式，对日光温室的蔬菜的长势进行估算，同时结合天气预报信息对生菜未来的长势进行评估，估算出生菜的采收期，方法如下：
按照一定的时间间隔Δt采集人工气候室和日光温室内的辐射、空气温湿度信息，第一环境信息采集初始时刻假设为tC0，则进行第一环境信息采集的各个时间间隔分别为：tC0、tC0+Δt、tC0+2Δt、tC0+3Δt…；将气象信息传感器采集的人工气候室的辐射、温度、湿度分别记为RC0、RC1、RC2、RC3…、TC0、TC1、TC2、TC3…、HC0、HC1、HC2、TC3…。
将第二环境信息采集初始时刻假设为tG0，则进行第二环境信息采集的各个时间间隔分别为tG0、tG0+Δt、tG0+2Δt、tG0+3Δt…；将气象信息传感器所采集的日光温室的辐射、温度、湿度分别记为RG0、RG1、RG2、RG3…、TC0、TG1、TG2、TG3…、HG0、HG1、HG2、TG3…。
最后，将上述气象信息发送给生产要素信息采集控制中心，以根据各个时间间隔内采集的第一环境信息，预估对每个时间间隔内成品蔬菜的长势进行估算；同时，根据各个时间间隔内采集的第二环境信息，预估对每个时间间隔内叶菜幼苗的长势进行估算。
本发明实施例提供的水培叶菜生产管理方法，通过分时间间隔的逐步采样的方式，依次对各个时间间隔内的成品蔬菜的长势以及叶菜幼苗的长势分别进行估算，并根据上一时间间隔内的反馈，实时的调整当前时间间隔内人工气候室内的第二环境信息，以达到实时的调整叶菜幼苗的生产速度，使其匹配成品蔬菜的成熟期，保证生产区的叶菜完成采收后，培育的种苗及时达到采收标准，从而降低了生产区栽培设施的闲置率，同时避免了种苗过量供应造成的资源的浪费，使得水培叶菜生产单位面积的产出率和复种指数均得到大幅度提升。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，还可以根据天气预报信息，确定成品蔬菜的采收期，具体包括：根据天气预报信息，对成品蔬菜的长势进行估算，并将成品蔬菜的鲜重评估值达到采收标准鲜重值的时间段预设为采收期。
具体地，在本发明实施例中，可以预先收集种植地在未来一段时间内的天气预报信息，以获取未来一段时间日光温室内的环境信息，在根据上述实施例中记载的长势估算方法，预估成品蔬菜的长势。
根据不同的种植品种，确定种植的蔬菜在达到成熟状态时的鲜重，并将该鲜重作为采收标准鲜重值。根据成品蔬菜的长势，确定当成品蔬菜的鲜重评估值达到采收标准鲜重值时的时间段，设置为采收期。该采收期的设置主要是根据水培作物的品种、天气预报信息综合确定的，故一经确定后即以其作为时间指标，则可以根据第二环境信息预测在成品蔬菜达到采收期时，叶菜幼苗是否刚好处于移植标准范围内，若不处于理想的移植标准范围内，则适当的调整人工气候室内的气候环境，以实现对于叶菜幼苗的培育期的调整，进而实现在生产区的叶菜完成采收后，培育的种苗能够及时达到采收标准，从而降低了生产区栽培设施的闲置率；同时避免了种苗过量供应造成的资源的浪费，使得水培叶菜生产单位面积的产出率和复种指数均得到大幅度提升。
步骤Q3：生产要素控制模块根据生产区作物的长势情况结合天气预报信息判断叶菜的采收期，进一步估算到采收期种苗培育区作物的长势
步骤Q4：生产要素模块根据生产区种苗的需求时间和当前种苗培育区作物的长势情况，发出指令调节种苗培育区的温度和辐射，确保生产区种苗达到采收后优质种苗的供应
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，上述分别根据第一环境信息，对每个时间间隔内成品蔬菜的长势进行估算，以获取第一长势评估信息，具体计算方法为：
Figure BDA0002655663160000101
Wi＝WSi+WNSi 公式2；
Figure BDA0002655663160000111
Figure BDA0002655663160000112
Figure BDA0002655663160000113
其中，FW为蔬菜的鲜重评估值，Wi为i时刻蔬菜的干重，WSi为i时刻蔬菜的结构性干物重，θ为蔬菜的含水量，WSo为初始时刻蔬菜的结构性干物重；μmax为蔬菜的潜在生长速率，WNSk为k时刻蔬菜的非结构性干物重，WSk为k时刻的蔬菜结构性干物重，C为温度系数，T为设施内的温度，WNS0为初始时刻的非结构性干物重，λ为二氧化碳的干物重转化系数，PG为冠层总光合速率，YG为转化系数，A为植株投影面积，τ为消光系数，LAI为叶面积指数，ξ为叶片的光合利用，R为太阳辐射，σ为二氧化碳的扩散导度，CC为空气的二氧化碳浓度，β为二氧化碳的光合补偿点浓度。
作为一种可选实施例，其中μmax为蔬菜的潜在生长速率，可以取值为0.01；C为温度系数，一般可以取值为1.6；λ为二氧化碳的干物重转化系中数，一般取值为0.68；τ为消光系数，一般可以取值为0.9；ξ为叶片的光合利用率设置为14×10-6；σ为二氧化碳的扩散导度，取值为7.2；CC为空气的二氧化碳浓度，取值为0.8；β为二氧化碳的光合补偿点浓度，取值为0.36。
进一步地，植株投影面积A的计算公式可以是：
Figure BDA0002655663160000114
叶面积指数LAI的计算公式可以是：
Figure BDA0002655663160000115
需要说明的是：本发明实施例提供的水培叶菜生产管理方法，在初始条件中，可以预先设定日光温室区和人工气候室内叶菜的结构性干物重和非结构性干物重，设定人工气候室内的结构性干物质量初始值为种子的重量，非结构性干物质重量初始值为0；设定日光温室内的种苗的结构性干物质量初始值为移栽的叶菜种苗的结构性干物重(即移栽前利用公式1-公式7模拟测到的叶菜种苗的结构性干物重)，非结构性干物质重量初始值为移栽的叶菜种苗的非结构性干物重(即移栽前利用公式1-公式7模拟测到的叶菜种苗的非结构性干物重)。
进一步地，上述根据第二长势评估信息，实时调节第二环境信息，使成品蔬菜在采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准，具体包括：获取预设时间间隔内第二环境信息；分别根据第二环境信息，对每个时间间隔内叶菜幼苗的长势进行估算，以获取第二长势评估信息；第二长势评估信息包括叶菜幼苗的鲜重评估值；根据第二长势评估信息预估成品蔬菜在采收期时所述叶菜幼苗的鲜重评估值；判断叶菜幼苗的鲜重评估值是否达到移植标准；若未能达到移植标准，则调节第二环境信息，并重新预估所述成品蔬菜在采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
具体地，上述若未能达到移植标准，则调节第二环境信息，并重新预估成品蔬菜在所述采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准，具体包括：
若叶菜幼苗的鲜重评估值小于移植标准，则按照预设步长增强第二环境信息，并在每次增强后，重新预估成品蔬菜在所述采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
若叶菜幼苗的鲜重评估值大于移植标准，则按照预设步长降低第二环境信息，并在每次降低后，重新预估成品蔬菜在所述采收期时叶菜幼苗的鲜重评估值，直至叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
作为可选的实施例，在人工气候室内进行种苗培育时的叶菜幼苗长势预估时，同样可以基于上述实施例中的公式1-公式7实时计算叶菜种苗的长势，并估算在当前温度和辐射条件下到生产区叶菜采收期时生菜种苗的鲜重，并判断是否达到采收标准。
若在生产区叶菜达到采收期时，达到采收标准则不进行环境调控；若未达到采收标准，则需要对人工气候室的光温环境进行调控，具体判断方法如下：
若叶菜幼苗的鲜重低于采收标准，则需要正向增加光温条件，此时将种苗培育区人工气候室的温度和辐射分别按照第一预的步长逐步(如设0.5％和1％)增加，其中对于叶菜而言，温度的增加上限为25℃，辐射的上限为光合作用饱和点。逐次计算叶菜种苗的鲜重，当计算叶菜种苗的鲜重达到采收标准时，对应的人工气候室环境温度和辐射即为最优的环境调控阈值。
若叶菜幼苗的鲜重超过采收标准，则需要降低人工气候室温度和辐射条件，减少能耗投入。此时，将种苗培育区人工气候室的温度和辐射分别按照第二预设步长逐步减少(如0.1％和1％)，对于叶菜而言，温度的增加下限为15℃，辐射的上限光合作用补偿点。逐次计算叶菜种苗的鲜重，当计算叶菜种苗的鲜重达到采收标准时，对应的人工气候室环境温度和辐射即为此时最优的环境调控阈值。
最后，)当成品蔬菜的生产区(日光温室)的叶菜完成采收后，随即将叶菜幼苗培育区(人工气候室)内达到采收标准的幼苗移栽到成品蔬菜的生产区，并在叶菜幼苗培育区播种培育下茬叶菜幼苗，从而实现了叶菜工厂化生产的即收同种。
作为一种可选的实施例，第一环境信息主要包括日光温室内的辐射和空气温湿度信息；第二环境信息主要包括人工气候室内辐射和空气温湿度信息。
在本发明实施例中优选将辐射和空气温湿度信息作为影响作物长势的关键环境因素，而未考虑到例如气压、风速等信息，能够在有效的提高预测调节的反应速率的同时并不会对调节的精度造成影响，反而因为预测调节反应速率的提高，进一步的提高了调节的精度。
本发明实施例还提供了一种水培叶菜生产管理系统，如图4所示，主要包括气象信息传感模块1、生产要素采集控制模块2和种苗培育模块3，其中：气象信息传感模块1主要用于分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息；日光温室内用于定植成品蔬菜，人工气候室用于培育叶菜幼苗；生产要素采集控制模块2主要用于根据第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；设置于人工气候室内的种苗培育模块3主要用于实时调节第二环境信息；生产要素采集控制模块2还用于根据第一长势评估信息实时控制种苗培育模块3调节第二环境信息，使成品蔬菜在采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。
具体地，本发明实施例提供了一种能实现即收同种的叶菜生产管理系统，主要包括气象信息传感模块1、生产要素采集控制模块2和种苗培育模块3，还可以包括商品叶菜生产模块。
气象信息传感模块1由辐射传感器和温湿度传感器组成，安装在种苗培育模块和商品蔬菜生产模块，用于分别采集安装种苗培育模块的人工气候室以及安装商品蔬菜生产模块的日光温室的辐射、空气温湿度信息。
生产要素采集控制模块2用于接收气象信息传感模块1反馈的人工气候室和日光温室的辐射和空气温湿度信息，根据上述信息判断成品蔬菜生产区蔬菜的生育进程，同时根据天气预报信息推断成品蔬菜生产区叶菜的采收期。还用于判断当前人工气候室温室的蔬菜的生长状况，通过调节人工气候室叶菜幼苗的生长进程，保证成品蔬菜生产区的叶菜达到采收标准时，幼苗培育区种植的幼苗达到采收标准，使种苗培育和成品蔬菜生产高度契合，避免了叶菜幼苗供应不足导致叶菜栽培设施的闲置以及叶菜种苗过量供应而导致的叶菜种子的浪费。
种苗培育模块3安装在可以调节温度和光照环境的封闭式的人工气候室内，用于实现从播种至达到成苗定植标准的叶菜生长过程的控制，可以通过改变人工气候室内的辐射和温湿度，来调节叶菜幼苗的生长过程；
商品蔬菜生产模块安装在日光温室中，用于定植达到成苗标准的叶菜种苗，在叶菜种苗生长至采收标准时，自主进行采收，同时种植下一茬叶菜种苗。
本发明实施例提供的水培叶菜生产管理系统，通过对作物的生长过程进行估算，以实时调节培育种苗的生长进程，保证生产区的叶菜完成采收后，培育的种苗及时达到采收标准，从而降低了生产区栽培设施的闲置率，同时避免了种苗过量供应造成的资源的浪费，使得水培叶菜生产单位面积的产出率和复种指数均得到大幅度提升。
需要说明的是，本发明实施例提供的水培叶菜生产管理系统，在具体执行时，可以基于上述任一实施例所述的水培叶菜生产管理方法来实现，对此本实施例不作赘述。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(communication interface)520、存储器(memory)530和通信总线(bus)540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行水培叶菜生产管理方法，主要包括：分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息，日光温室用于定植成品蔬菜，人工气候室用于培育叶菜幼苗；根据第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；根据第一长势评估信息，实时调节第二环境信息，使成品蔬菜在所述采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的水培叶菜生产管理方法，主要包括：分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息，日光温室用于定植成品蔬菜，人工气候室用于培育叶菜幼苗；根据第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；根据第一长势评估信息，实时调节第二环境信息，使成品蔬菜在所述采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的以执行水培叶菜生产管理方法，该方法包括：分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息，日光温室用于定植成品蔬菜，人工气候室用于培育叶菜幼苗；根据第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；根据第一长势评估信息，实时调节第二环境信息，使成品蔬菜在所述采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。
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 (8)

1.一种水培叶菜生产管理方法，其特征在于，包括：
分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息，所述日光温室用于定植成品蔬菜，所述人工气候室用于培育叶菜幼苗；
根据所述第一环境信息，获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设所述成品蔬菜的采收期；
根据所述第一长势评估信息，实时调节所述第二环境信息，使所述成品蔬菜在所述采收期内达到采收标准时，所述叶菜幼苗也达到移植标准；
所述根据所述第一环境信息获取成品蔬菜的第一长势评估信息，包括：
按预设时间间隔分别采集所述第一环境信息；
分别根据所述第一环境信息，对每个时间间隔内所述成品蔬菜的长势进行估算，以获取所述第一长势评估信息，具体计算方法为：
Figure FDA0003499493510000011
Wi＝WSi+WNSi；
Figure FDA0003499493510000012
Figure FDA0003499493510000013
Figure FDA0003499493510000014
其中，FW为蔬菜的鲜重评估值，Wi为i时刻蔬菜的干重，WSi为i时刻蔬菜的结构性干物重，θ为蔬菜的含水量，WSo为初始时刻蔬菜的结构性干物重；μmax为蔬菜的潜在生长速率，WNSk为k时刻蔬菜的非结构性干物重，WSk为k时刻的蔬菜结构性干物重，C为温度系数，T为设施内的温度，WNS0为初始时刻的非结构性干物重，λ为二氧化碳的干物重转化系数，PG为冠层总光合速率，YG为转化系数，A为植株投影面积，τ为消光系数，LAI为叶面积指数，ξ为叶片的光合利用，R为太阳辐射，σ为二氧化碳的扩散导度，CC为空气的二氧化碳浓度，β为二氧化碳的光合补偿点浓度；
所述第一长势评估信息包括所述成品蔬菜的鲜重评估值。
2.根据权利要求1所述的水培叶菜生产管理方法，其特征在于，所述根据天气预报信息，确定所述成品蔬菜的采收期，包括：
根据所述天气预报信息，对所述成品蔬菜的长势进行估算，并将所述成品蔬菜的鲜重评估值达到采收标准鲜重值的时间段预设为所述采收期。
3.根据权利要求1所述的水培叶菜生产管理方法，其特征在于，所述根据所述第一长势评估信息，实时调节所述第二环境信息，使所述成品蔬菜在所述采收期内达到采收标准时，所述叶菜幼苗也达到移植标准，具体包括：
获取所述预设时间间隔内所述第二环境信息；
分别根据所述第二环境信息，对每个时间间隔内所述叶菜幼苗的长势进行估算，以获取第二长势评估信息；
所述第二长势评估信息包括所述叶菜幼苗的鲜重评估值；
根据所述第二长势评估信息预估所述成品蔬菜在所述采收期时所述叶菜幼苗的鲜重评估值；
判断所述叶菜幼苗的鲜重评估值是否达到移植标准；
若未能达到所述移植标准，则调节所述第二环境信息，并重新预估所述成品蔬菜在所述采收期时所述叶菜幼苗的鲜重评估值，直至所述叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
4.根据权利要求3所述的水培叶菜生产管理方法，其特征在于，所述若未能达到所述移植标准，则调节所述第二环境信息，并重新预估所述成品蔬菜在所述采收期时所述叶菜幼苗的鲜重评估值，直至所述叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准，具体包括：
若所述叶菜幼苗的鲜重评估值小于所述移植标准，则按照预设步长增强所述第二环境信息，并在每次增强后，重新预估所述成品蔬菜在所述采收期时所述叶菜幼苗的鲜重评估值，直至所述叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准；
若所述叶菜幼苗的鲜重评估值大于所述移植标准，则按照预设步长降低所述第二环境信息，并在每次降低后，重新预估所述成品蔬菜在所述采收期时所述叶菜幼苗的鲜重评估值，直至所述叶菜幼苗的鲜重评估值达到移植标准。
5.根据权利要求1所述的水培叶菜生产管理方法，其特征在于，所述第一环境信息为所述日光温室内的辐射和空气温湿度信息；所述第二环境信息为所述人工气候室内辐射和空气温湿度信息。
6.一种水培叶菜生产管理系统，其特征在于，包括：
气象信息传感模块，用于分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息，所述日光温室内用于定植成品蔬菜，所述人工气候室用于培育叶菜幼苗；
生产要素采集控制模块，用于根据所述第一环境信息，包括：
按预设时间间隔分别采集所述第一环境信息；
分别根据所述第一环境信息，对每个时间间隔内所述成品蔬菜的长势进行估算，以获取第一长势评估信息，具体计算方法为：
Figure FDA0003499493510000031
Wi＝WSi+WNSi；
Figure FDA0003499493510000032
Figure FDA0003499493510000033
Figure FDA0003499493510000041
其中，FW为蔬菜的鲜重评估值，Wi为i时刻蔬菜的干重，WSi为i时刻蔬菜的结构性干物重，θ为蔬菜的含水量，WSo为初始时刻蔬菜的结构性干物重；μmax为蔬菜的潜在生长速率，WNSk为k时刻蔬菜的非结构性干物重，WSk为k时刻的蔬菜结构性干物重，C为温度系数，T为设施内的温度，WNS0为初始时刻的非结构性干物重，λ为二氧化碳的干物重转化系数，PG为冠层总光合速率，YG为转化系数，A为植株投影面积，τ为消光系数，LAI为叶面积指数，ξ为叶片的光合利用，R为太阳辐射，σ为二氧化碳的扩散导度，CC为空气的二氧化碳浓度，β为二氧化碳的光合补偿点浓度；
获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设所述成品蔬菜的采收期；
设置于所述人工气候室内的种苗培育模块，用于实时调节所述第二环境信息；
所述生产要素采集控制模块还用于根据所述第一长势评估信息，实时控制所述种苗培育模块调节所述第二环境信息，使所述成品蔬菜在所述采收期内达到采收标准时，所述叶菜幼苗也达到移植标准。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述水培叶菜生产管理方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述水培叶菜生产管理方法的步骤。
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