CN112273027A - 基质栽培草莓灌溉施肥方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种基质栽培草莓灌溉施肥方法及系统，包括：根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定草莓生育时期对应的草莓施肥方案；根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和所述草莓生育时期确定草莓灌溉方案；根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。本发明实施例综合考虑栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓的生育时期对基质含水量的影响，更加符合基质草莓不同生育阶段的水肥需求，提高了水肥利用率。

Description

基质栽培草莓灌溉施肥方法及系统
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种基质栽培草莓灌溉施肥方法及系统。
背景技术
设施栽培草莓通过利用设施条件来调控环境条件，改善草莓的生长发育时期，从而达到人为调节草莓生产的目的。草莓在淡季上市，反季节销售，这种方式使得草莓拥有较高的经济效益和社会效益。但是栽培设施的固定性使草莓重茬问题日益突出。而无土栽培能够克服草莓连作障碍和土传病虫害，被广泛应用到草莓设施栽培中。
基质栽培是草莓无土栽培的主要方式。灌溉量和施肥量影响草莓水分和养分的供应，目前，基质栽培草莓多采用传统经验生产方式，还缺乏科学的水肥管理模式。在生产过程中，大部分是人为控制水肥药的施入量和施入时间，不能对基质栽培草莓生育内水肥药施用量和时间进行精准控制。
发明内容
本发明实施例提供一种基质栽培草莓灌溉施肥方法及系统，用以解决现有技术中人工控制基质栽培草莓的灌溉施肥控制不精准的缺陷，实现自动精准控制灌溉。
本发明实施例提供一种基质栽培草莓灌溉施肥方法，包括：
根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定所述草莓生育时期对应的草莓施肥方案；
根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；
若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和所述草莓生育时期确定草莓灌溉方案；
根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
根据本发明一个实施例的基质栽培草莓灌溉施肥方法，根据栽培草莓的基质容量、温室内的环境数据、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量的步骤之前还包括：
通过试验获取不同除任一灌溉技术参数以外的其他灌溉技术参数下，该灌溉技术参数与所述基质的吸水量之间的关系；
通过试验获取不同除任一基质容量参数以外的其他基质容量参数下，该基质容量参数与所述基质的吸水量之间的关系；
通过试验获取不同基质容量参数下所述基质的水分散失量与每种环境因子之间的关系；
通过试验获取不同基质容量参数下所述基质的水分散失量与每种草莓生育时期之间的关系；
根据四种关系构建基质水分吸持模型。
根据本发明一个实施例的基质栽培草莓灌溉施肥方法，所述灌溉的技术参数包括滴头流量、滴头间距、灌水时间和灌水频率；
所述基质容量的参数包括栽培草莓的基质槽的高度和宽度；
所述环境因子包括空气温度、空气湿度、太阳辐射和CO2浓度；
所述草莓生育时期包括苗期、花期和果实膨大期。
根据本发明一个实施例的基质栽培草莓灌溉施肥方法，根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量的步骤包括：
根据栽培草莓的基质容量，基于基质水分吸持模型中每种基质容量参数与所述基质的吸水量之间的关系，获取栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量；
根据灌溉的技术参数，基于基质水分吸持模型中每种灌溉技术参数与所述基质的吸水量之间的关系，获取灌溉的每种技术参数对应的吸水量；
根据栽培草莓的每种环境因子，基于基质水分吸持模型中栽培草莓的基质容量下所述基质的水分散失量与每种环境因子之间的关系，获取栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量；
根据草莓生育时期，基于基质水分吸持模型中栽培草莓的基质容量下所述基质的水分散失量与每种草莓生育时期之间的关系，获取草莓生育时期对应的水分散失量；
根据栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量、草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量、栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量，计算所述基质的含水量。
根据本发明一个实施例的基质栽培草莓灌溉施肥方法，根据栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量、草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量、栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量，计算所述基质的含水量的步骤包括：
计算栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量和草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量的加权之和；
计算栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量的加权之和；
将所述吸水量的加权之和减去所述水分散失量的加权之和，获取所述基质的含水量。
本发明实施例还提供一种基质栽培草莓灌溉施肥系统，包括：
第一确定模块，用于根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定草莓施肥方案；
计算模块，用于根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；
第二确定模块，用于若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和所述草莓生育时期确定草莓灌溉方案；
灌溉施肥模块，用于根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
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基质栽培草莓灌溉施肥方法的步骤。
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基质栽培草莓灌溉施肥方法的步骤。
本发明实施例提供的基质栽培草莓灌溉施肥方法及系统，通过综合考虑栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓的生育时期对基质含水量的影响，将其输入到预先构建好的基质水分吸持模型中实时计算基质的含水量，根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，根据计算的含水量、基质水力特性和草莓生育时期对草莓进行灌溉施肥，更加符合基质草莓不同生育阶段的水肥需求，提高了水肥利用率。
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基质栽培草莓灌溉施肥方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基质栽培草莓灌溉施肥方法中的基质水分吸持模型构建的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基质栽培草莓灌溉施肥系统的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种基质栽培草莓综合管理系统结构示意图；
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。
下面结合图1描述本发明实施例的基质栽培草莓灌溉施肥方法，该方法包括：S101，根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定所述草莓生育时期对应的草莓施肥方案；
具体地，使用在线监测设备实时获取草莓的图像，对草莓的图像进行分析，获取草莓所处的生育时期。其中，每种草莓生育时期对应的草莓施肥方案预先设定。例如，当草莓处于苗期时，设定施肥方案中N、P和K分别为150kg/hm2、80kg/hm2、和110kg/hm2；当草莓处于花期时，设定施肥方案中N、P和K分别为180kg/hm2、80kg/hm2、和90kg/hm2；当草莓处于果实膨大期时，设定N、P和K分别为120kg/hm2、80kg/hm2、和110kg/hm2。将不同生育时期对应的施肥方案中的肥料均分3次通过水肥一体施入，并配施易溶性强的微量元素铜、锰和锌等。
本实施例根据草莓的生育时期采用不同的施肥方案进行施肥，综合考虑滴灌灌水技术参数、基质容量和草莓生育期等进行水肥一体化决策，更加符合基质栽培草莓不同生育阶段的水肥需求特征，实现基质栽培草莓生产水肥精准决策，既能保证基质栽培草莓高产高效生产，也能节肥和节水，提高水肥利用效率，为基质栽培草莓水肥精准决策提供技术支持。
S102，根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；
其中，基质容量根据基质槽的高度H和宽度L确定，基质槽为基质装填容器。环境因子为栽培草莓的日光温室内的环境数据，包括空气温度、空气湿度、太阳辐射和CO2浓度等。灌溉的技术参数包括滴头流量、滴头间距、灌水时间和灌水频率。草莓的生育时期分为苗期、花期和果实膨大期。基质容量和灌溉的技术参数与基质的吸水量有关，环境因子和草莓的生育时期与基质的水分散失量有关。
基质水分吸持模型包括基质容量和灌溉的技术参数与基质的吸水量之间的关系，环境因子和草莓的生育时期与基质的水分散失量之间的关系，因此通过基质水分吸持模型可以获知基质的吸水量和水分散失量。根据基质的吸水量和水分散失量即可得到基质的含水量。基质的含水量可以根据基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓的生育时期实时获取。
S103，若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和所述草莓生育时期确定草莓灌溉方案；
在根据基质的含水量确定是否对草莓进行灌溉时，可以直接将基质的含水量与预先设定的灌溉阈值进行比较。如果基质的含水量小于或等于预设的灌溉阈值，则确定对草莓进行灌溉。基质的水力特性包括基质孔隙度、渗透系数、最大持水量和基质田间持水量等参数。根据基质的含水量、水力特性和草莓生育时期确定草莓的灌水量，根据草莓的灌水量确定对草莓进行灌溉的技术参数，根据灌溉技术参数制定合理的灌溉方案。
例如，基质槽尺寸为宽40cm，深45cm，间距30cm，基质槽长度可以根据温室布置情况而定，基质槽宽度L≤40cm，高度H≤45cm。滴头间距可选20cm、30cm和50cm等，流量可选1.9L/h、2.3L/h、2.8L/h、3.8L/h等。
S104，根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
根据确定的施肥方案和灌溉方案控制草莓水肥设备自动对草莓进行施肥和灌溉。
本实施例通过综合考虑栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓的生育时期对基质含水量的影响，将其输入到预先构建好的基质水分吸持模型中实时计算基质的含水量，根据计算的含水量、基质的水力特性和草莓生育时期对草莓进行灌溉施肥，更加符合基质草莓不同生育阶段的水肥需求，提高了灌水利用率。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据栽培草莓的基质容量、温室内的环境数据、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量的步骤之前还包括：通过试验获取不同除任一灌溉技术参数以外的其他灌溉技术参数下，该灌溉技术参数与所述基质的吸水量之间的关系；通过试验获取不同除任一基质容量参数以外的其他基质容量参数下，该基质容量参数与所述基质的吸水量之间的关系；
具体地，如图2所示，基质水分吸持模型的构建可以通过分别设置不同的滴灌灌水技术参数、不同栽培基质和不同基质容量进行试验获取。其中，不同的栽培基质包括不同的基质种类或基质不同组分比例等，不同的滴灌灌水技术参数包括不同的滴头流量、灌水时间和灌水频率，不同的基质容量包括不同的基质槽的宽度和高度。
在进行试验时，选择某一灌溉技术参数作为变量，其他灌溉技术参数为指定值，并且其他条件如基质容量和栽培基质相同。当改变该变量时，测量基质的吸水量，从而得到在指定其他灌溉技术参数的情况下某一灌溉技术参数与吸水量之间的关系。每指定其他灌溉技术参数一种值，得到该指定值下某一灌溉技术参数与吸水量之间的关系。通过指定多种值，得到每种指定值下某一灌溉技术参数与吸水量之间的关系。以相同的方式，获取其他基质容量参数的每种指定值下，某一基质容量参数与吸水量之间的关系。
通过试验获取不同基质容量参数下所述基质的水分散失量与每种环境因子之间的关系；通过试验获取不同基质容量参数下所述基质的水分散失量与每种草莓生育时期之间的关系；根据四种关系构建基质水分吸持模型。
选择某种环境因子作为变量，基质容量参数为指定值，并且其他条件如栽培基质相同。当改变该变量时，测量基质的水分散失量，从而得到在指定基质容量参数的情况下每种环境因子与吸水量之间的关系。每指定基质容量参数一种值，得到基质容量参数的该指定值下每种环境因子与吸水量之间的关系。通过指定多种值，得到基质容量参数的每种指定值下每种环境因子与吸水量之间的关系。基质水分吸持模型根据这四种关系确定，即根据这四种关系得到基质的吸水量和水分散失量，根据基质的吸水量和水分散失量得到基质的含水量。此外，还可以通过实验获取不同栽培基质与基质的吸水量之间的关系。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述灌溉的技术参数包括滴头流量、滴头间距、灌水时间和灌水频率；所述基质容量的参数包括栽培草莓的基质槽的高度和宽度；所述环境因子包括空气温度、空气湿度、太阳辐射和CO2浓度；所述草莓的生育时期包括苗期、花期和果实膨大期。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量的步骤包括：根据栽培草莓的基质容量，基于基质水分吸持模型中每种基质容量参数与所述基质的吸水量之间的关系，获取栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量；
具体地，将栽培草莓的任一当前基质容量参数作为变量，其他基质容量参数作为指定值，查找指定值下该当前基质容量参数与吸水量之间的关系，将栽培草莓的该当前基质容量参数输入到查找的关系中，得到该当前基质容量参数对应的吸水量。
根据灌溉的技术参数，基于基质水分吸持模型中每种灌溉技术参数与所述基质的吸水量之间的关系，获取灌溉的每种技术参数对应的吸水量；
将栽培草莓的任一当前灌溉技术参数作为变量，其他灌溉技术参数作为指定值，查找指定值下该当前灌溉技术参数与吸水量之间的关系，将栽培草莓的该当前灌溉技术参数输入到查找的关系中，得到该担当起灌溉技术参数对应的吸水量。
根据栽培草莓的每种环境因子，基于基质水分吸持模型中栽培草莓的基质容量下所述基质的水分散失量与每种环境因子之间的关系，获取栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量；
将栽培草莓的任一当前环境因子作为变量，栽培草莓的基质容量作为基质容量的指定值，查找指定值下该当前环境因子与水分散失量之间的关系，将栽培草莓的该当前环境因子输入到查找的关系中，得到该当前环境因子对应的水分散失量。
根据草莓生育时期，基于基质水分吸持模型中栽培草莓的基质容量下所述基质的水分散失量与每种草莓生育时期之间的关系，获取草莓生育时期对应的水分散失量；
将栽培草莓的当前生育时期作为变量，栽培草莓的基质容量作为基质容量的指定值，查找指定值下当前生育时期与水分散失量之间的关系，将栽培草莓的该当前环境因子输入到查找的关系中，得到该当前环境因子对应的水分散失量。
根据栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量、草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量、栽培草莓的当前环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量，计算所述基质的含水量。
根据栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量和草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量计算基质的最终吸水量，本实施例不限于具体的计算方法。根据栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓的生育时期对应的水分散失量计算基质的最终吸水量，本实施例不限于具体的计算方法。将基质的最终吸水量减去基质的水分散失量得到基质的含水量。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量、草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量、栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量，计算所述基质的含水量的步骤包括：计算栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量和草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量的加权之和；计算栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量的加权之和；将所述吸水量的加权之和减去所述水分散失量的加权之和，获取所述基质的含水量。
具体地，可以通过以下公式获取基质的含水量：
H＝a1Xw+b1Xh+c1Xl+d1Xt+e1Xf–(a2Sm+b2Sn+c2Sp+d2Sq+e2So)；
其中，H为含水量，a1、b1、c1、d1、e1、a2、b2、c2、d2和e2为加权系数，Xw为栽培草莓的基质槽的宽度对应的吸水量，Xh为栽培草莓的基质槽的高度对应的吸水量，Xl为滴头流量对应的吸水量，Xt为灌水时间对应的吸水量，Xf为灌水频率对应的吸水量，Sm为栽培草莓的空气温度对应的水分散失量，Sn为栽培草莓的空气湿度对应的水分散失量，Sp为栽培草莓的太阳辐射对应的水分散失量，Sq为栽培草莓的CO2浓度对应的水分散失量，So为草莓的生育时期对应的水分散失量。
下面对本发明实施例提供的基质栽培草莓灌溉施肥系统进行描述，下文描述的基质栽培草莓灌溉施肥系统与上文描述的基质栽培草莓灌溉施肥方法可相互对应参照。
如图3所示，该系统包括水肥管理模块，水肥管理模块包括第一确定模块301、计算模块302、第二确定模块303和灌溉施肥模块304，其中：
第一确定模块301用于根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定所述草莓生育时期对应的草莓施肥方案；
具体地，使用在线监测设备实时获取草莓的图像，对草莓的图像进行分析，获取草莓所处的生育时期。其中，每种草莓生育时期对应的草莓施肥方案预先设定。
计算模块302用于根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；
其中，基质容量根据基质槽的高度H和宽度L确定，基质槽为基质装填容器。环境因子为栽培草莓的日光温室内的环境数据，包括空气温度、空气湿度、太阳辐射和CO2浓度等。灌溉的技术参数包括滴头流量、滴头间距、灌水时间和灌水频率。草莓的生育时期分为苗期、花期和果实膨大期。基质容量和灌溉的技术参数与基质的吸水量有关，环境因子和草莓的生育时期与基质的水分散失量有关。
基质水分吸持模型包括基质容量和灌溉的技术参数与基质的吸水量之间的关系，环境因子和草莓的生育时期与基质的水分散失量之间的关系，因此通过基质水分吸持模型可以获知基质的吸水量和水分散失量。根据基质的吸水量和水分散失量即可得到基质的含水量。基质的含水量可以根据基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓的生育时期实时获取。
第二确定模块303用于若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、所述基质的水力特性和草莓生育时期确定草莓灌溉方案；
在根据基质的含水量确定是否对草莓进行灌溉时，可以直接将基质的含水量与预先设定的灌溉阈值进行比较。如果基质的含水量小于或等于预设的灌溉阈值，则确定对草莓进行灌溉。基质的水力特性包括基质孔隙度、渗透系数、最大持水量和基质田间持水量等参数。根据基质的含水量、水力特性和草莓生育时期确定草莓的灌水量，根据草莓的灌水量确定对草莓进行灌溉的技术参数，根据灌溉技术参数制定合理的灌溉方案。
灌溉施肥模块304用于根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
根据确定的灌溉施肥方案和灌溉方案控制草莓水肥设备自动对草莓进行施肥和灌溉。
本实施例通过综合考虑栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓的生育时期对基质含水量的影响，将其输入到预先构建好的基质水分吸持模型中实时计算基质含水量，根据计算的含水量、基质的水力特性和草莓生育时期对草莓进行灌溉，更加符合基质草莓不同生育阶段的水肥需求，提高了灌水利用率。
如图4所示，本实施例提供一种基质栽培草莓综合管理系统，其中，包括数字展示模块、实时监测模块、水肥管理模块、病虫害预警和防治模块和生长调节模块；
其中，数字展示模块包括LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏，用于展示温室环境状态、灌溉施肥状态和作物生长状态等；实时监测模块包括温室环境监测、草莓病虫害监测和草莓生长监测；水肥管理模块由灌溉组件和配肥组件组成，其中灌溉组件包括水泵、过滤器、电磁流量计、电磁阀和田间管路等组成；配肥组件由原液桶、文丘里和吸肥电磁阀等组成；水肥管理模块还用于确定草莓水肥一体化决策并执行；病虫害防治模块为基质栽培草莓进行病虫害预警并提供防治方案；生长调节剂模块为草莓生长发育提供生长调节方案。
进一步地，数字展示模块优选在温室首部区域，便于生产管理者及时观察温室环境参数变化，以便对温室环境控制进行操作。并与环境监测模块进行通信连接，可实时展示温室内温度、湿度、CO2浓度、太阳辐射、基质含水量和基质温度等传感器数值。当室内环境参数超过一定值后，可进行报警，以便生产管理者根据环境变化及时进行温室环境控制，可实时展示灌溉施肥状态、历史灌溉施肥计划和草莓植株生长图像。
进一步地，实时环境监测模块与数字展示屏模块和温室管理系统通信连接，温室环境监测通过在温室典型位置安装环境监测传感器，采集温室内空气温度、空气湿度、太阳辐射和CO2浓度等信息。草莓病虫害监测通过在温室安装植株虫害监测设备，360度影像实时监控，对草莓植株上害虫危害症状实时拍照，传输到服务器分析病虫害特征，指导用户进行病虫害防治。草莓生长监测通过植物生理生态在线监测设备，用于分析草莓的生长状态及生理特性，判断草莓的生育期，为制定草莓不同生育时期施肥方案和水肥一体化方案提供依据，指导技术人员进行水肥药科学管理等。
进一步地，水肥管理模块根据温室面积或者灌溉量需求，选择相配套的管道，并配套相应的过滤器、电磁流量计、水泵和原液桶等。
进一步地，水肥管理模块基于草莓生育期内所需肥料及作用构建相应数据库，包括圣诞树绿袋(20:20:20)、圣诞树红袋(19:8:27)、圣诞树蓝袋(16:8:34)、荷皇钙肥、黄腐酸水溶肥、尿素、抗重茬菌剂和其他等数据库。可以根据所述水肥一体化决策而确定不同肥料的用量、稀释倍数等。
进一步地，病虫害预警和防治模块实现病虫害实时预警，根据草莓病虫害状况而提供病虫害防治方案。并基于草莓生育期内所需杀虫剂和杀菌剂构建杀虫剂和杀菌剂数据库。其中杀虫剂共13个数据库，包括防治红蜘蛛的阿维菌素、联苯肼酯、异丙威、乙螨唑、四螨苯丁锡和噻螨酮，防治青虫或蚜虫的吡虫啉、敌杀死、阿维啶虫脒、高效氯氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、艾绿士以及其他杀虫剂。其中杀菌剂共24个数据库，包括防治叶斑病的多菌灵，进行基质消毒的石灰氮和硫磺粉，防治根腐病的甲霜恶霉灵、阿米西达、甲霜灵锰锌、辣根素、恶霉灵、福美双、精甲咯菌腈和精甲霜锰锌，防治白粉病的世佳、百菌清、乙醚酚、特富灵和翠贝，防治霜霉病的健达、凯润、嘧菌酯、腐霉百菌清、代森锰锌、杀毒矾以及其他杀菌剂。
进一步地，生长调节模块实现草莓生长实时监测，根据草莓生长状况而提供生长调节方案。并基于草莓生育期内所需生长调节剂构建相应数据库，包括促进根系生长的碧护、促进植物生长的赤霉素及其他生长调节剂。
进一步地，综合管理系统对数字展示模块、监测模块、水肥管理模块、病虫害防治模块、生长调节剂模块进行综合管理，可以实现监测参数的动态曲线变化，可以实现草莓生育期内水肥精准管控、实现病虫害防治和草莓生长实时调节，并以图表形式进行展示。
本实施例中的基质栽培草莓综合管理系统综合草莓水肥管理、病虫害预警及防治、生长调节和温室环境调控，保证草莓的生长环境最佳状态，对基质栽培草莓进行精准水肥药、环境和生长综合管理，节约资源、保护环境、提质增效；系统同步数字展示环境、水肥药图表和草莓生长状态，界面直观明了，满足所有不同生产管理者需求；实现了单栋温室草莓生产的集中管理，也可以扩展升级实现多个温室或多个园区草莓生产的集中综合管理。
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(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线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，以执行基质栽培草莓灌溉施肥方法，该方法包括：根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定草莓生育时期对应的草莓施肥方案；根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和草莓生育时期确定草莓灌溉方案；根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
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基质栽培草莓灌溉施肥方法，该方法包括：根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定草莓生育时期对应的草莓施肥方案；根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和草莓生育时期确定草莓灌溉方案；根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
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基质栽培草莓灌溉施肥方法，该方法包括：根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定草莓生育时期对应的草莓施肥方案；根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和草莓生育时期确定草莓灌溉方案；根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
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)

1.一种基质栽培草莓灌溉施肥方法，其特征在于，包括：
根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定所述草莓生育时期对应的草莓施肥方案；
根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；
若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和所述草莓生育时期确定草莓灌溉方案；
根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
2.根据权利要求1所述的基质栽培草莓灌溉施肥方法，其特征在于，根据栽培草莓的基质容量、温室内的环境数据、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量的步骤之前还包括：
通过试验获取不同除任一灌溉技术参数以外的其他灌溉技术参数下，该灌溉技术参数与所述基质的吸水量之间的关系；
通过试验获取不同除任一基质容量参数以外的其他基质容量参数下，该基质容量参数与所述基质的吸水量之间的关系；
通过试验获取不同基质容量参数下所述基质的水分散失量与每种环境因子之间的关系；
通过试验获取不同基质容量参数下所述基质的水分散失量与每种草莓生育时期之间的关系；
根据四种关系构建基质水分吸持模型。
3.根据权利要求2所述的基质栽培草莓灌溉施肥方法，其特征在于，所述灌溉的技术参数包括滴头流量、滴头间距、灌水时间和灌水频率；
所述基质容量的参数包括栽培草莓的基质槽的高度和宽度；
所述环境因子包括空气温度、空气湿度、太阳辐射和CO2浓度；
所述草莓生育时期包括苗期、花期和果实膨大期。
4.根据权利要求2所述的基质栽培草莓灌溉施肥方法，其特征在于，根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量的步骤包括：
根据栽培草莓的基质容量，基于基质水分吸持模型中每种基质容量参数与所述基质的吸水量之间的关系，获取栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量；
根据灌溉的技术参数，基于基质水分吸持模型中每种灌溉技术参数与所述基质的吸水量之间的关系，获取灌溉的每种技术参数对应的吸水量；
根据栽培草莓的每种环境因子，基于基质水分吸持模型中栽培草莓的基质容量下所述基质的水分散失量与每种环境因子之间的关系，获取栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量；
根据草莓生育时期，基于基质水分吸持模型中栽培草莓的基质容量下所述基质的水分散失量与每种草莓生育时期之间的关系，获取草莓生育时期对应的水分散失量；
根据栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量、草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量、栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量，计算所述基质的含水量。
5.根据权利要求4所述的基质栽培草莓灌溉施肥方法，其特征在于，根据栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量、草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量、栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量，计算所述基质的含水量的步骤包括：
计算栽培草莓的基质容量的每种参数对应的吸水量和草莓灌溉的每种技术参数对应的吸水量的加权之和；
计算栽培草莓的每种环境因子对应的水分散失量和草莓生育时期对应的水分散失量的加权之和；
将所述吸水量的加权之和减去所述水分散失量的加权之和，获取所述基质的含水量。
6.一种基质栽培草莓灌溉施肥系统，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据草莓生长图像，确定草莓生育时期，并确定草莓施肥方案；
计算模块，用于根据栽培草莓的基质容量、环境因子、灌溉的技术参数和草莓生育时期，基于基质水分吸持模型计算栽培草莓的基质含水量；
第二确定模块，用于若所述基质含水量小于或等于预设草莓灌溉阈值，则根据所述基质含水量、基质水力特性和所述草莓生育时期确定草莓灌溉方案；
灌溉施肥模块，用于根据所述草莓施肥方案和所述草莓灌溉方案，对草莓进行施肥和灌溉。
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任一项所述基质栽培草莓灌溉施肥方法的步骤。
8.一种非暂态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任一项所述基质栽培草莓灌溉施肥方法的步骤。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017011053A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 The Climate Corporation Generating digital models of nutrients available to a crop over the course of the crop's development based on weather and soil data
CN107219877A (zh) * 2017-05-31 2017-09-29 深圳前海弘稼科技有限公司 一种基质栽培供液的控制方法、控制系统及计算机装置
CN110208139A (zh) * 2019-06-26 2019-09-06 北京农业智能装备技术研究中心 一种基质水分吸持特性曲线测量装置及其使用方法
CN111178437A (zh) * 2019-12-30 2020-05-19 深圳市芭田生态工程股份有限公司 一种施肥方法及计算机可读存储介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017011053A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 The Climate Corporation Generating digital models of nutrients available to a crop over the course of the crop's development based on weather and soil data
CN107219877A (zh) * 2017-05-31 2017-09-29 深圳前海弘稼科技有限公司 一种基质栽培供液的控制方法、控制系统及计算机装置
CN110208139A (zh) * 2019-06-26 2019-09-06 北京农业智能装备技术研究中心 一种基质水分吸持特性曲线测量装置及其使用方法
CN111178437A (zh) * 2019-12-30 2020-05-19 深圳市芭田生态工程股份有限公司 一种施肥方法及计算机可读存储介质

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