CN114402836A - 一种高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及种植领域，具体而言，涉及一种高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法及系统，适用于温室内番茄植株的光照调节，所述光照调节方法包括以下步骤：步骤1：按照预设时间间隔采集所述温室内的自然光的实时辐照强度，并将采集得到的辐照强度与预设辐照强度范围进行对比；步骤2：当步骤1中采集得到的实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，对所述温室执行补光操作；步骤3：当步骤1中采集得到的实时辐照强度大于预设辐照强度范围的上限阈值时，对所述温室执行遮光操作。通过上述方法和系统，使番茄培育过程中的光照调控与番茄的生长规律更进一步契合，至使能更进一步促进番茄的健康成长，且提升番茄果实的味觉口感。

Description

一种高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法及系统
技术领域
本发明涉及种植领域，具体而言，涉及一种高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法及系统。
背景技术
番茄，即西红柿，为茄科草本植物，条件适宜时可多年生长；植株高0.7-2m，全株被粘质腺毛，茎为半直立或半蔓性，易倒伏，高0.7-1.0m或1.0-1.3m不等，茎的分枝能力强，茎节上易生不倒根，茎易倒伏，触地则生根，所以番茄扦插繁殖较易成活。番茄的果实为浆果，扁球状或近球状，肉质而多汁液，桔黄色或鲜红色。番茄营养丰富，具有特殊风味。具有减肥瘦身，消除疲劳、增进食欲、提高对蛋白质的消化、减少胃胀积食等功效。
现有技术中在沿海地区的作物生长环境通常为高温高湿，且番茄温室培育在光照调节方面存在技术盲区，至少光照管控方面存在光照量及光照时长与番茄作物最佳生长规律所需的光照环境不完全吻合的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法及系统，以解决现有技术中高温高湿环境下番茄的光照调节的问题。
本发明提供的高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，适用于温室内番茄植株的光照调节，所述光照调节方法包括以下步骤：步骤1：按照预设时间间隔采集所述温室内的自然光的实时辐照强度，并将采集得到的辐照强度与预设辐照强度范围进行对比；步骤2：当步骤1中采集得到的实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，对所述温室执行补光操作；步骤3：当步骤1中采集得到的实时辐照强度大于预设辐照强度范围的上限阈值时，对所述温室执行遮光操作。
优选地，步骤1中，按照预设时间间隔采集所述温室内的自然光的实时辐照强度具体包括：步骤1.1：采集番茄植株顶部位置和根部位置的辐照强度，所述顶部位置处的辐照强度为顶部实时辐照强度；所述根部位置处的辐照强度按照幼苗期、开花期和结果期三个生长阶段的预设差值兑换成根部实时辐照强度；步骤1.2：分别将顶部实时辐照强度、根部实时辐照强度与与预设辐照强度范围进行对比，得到对比结果。
优选地，步骤1中，所述预设辐照强度范围的获取方法包括：选取番茄幼苗期、开花期和结果期三个生长阶段，测量不同温度及光照强度下的番茄叶片净光合速率；根据得到的番茄叶片净光合速率得到不同温度条件下的光饱和点，同一生长阶段中，不同温度条件下光饱和点所对应的辐照强度即为预设辐照强度范围。
优选地，步骤2中，对所述温室执行补光操作包括：步骤2.1：当仅番茄植株根部实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，通过设置于温室地面的阵列LED光源进行补光，补光强度为根部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值；步骤2.2：当番茄植株根部实时辐照强度和顶部实时辐照强度均小于预设辐照强度范围的下限阈值时，通过设置于温室地面和顶面的阵列LED光源进行补光，补光强度分别为根部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值、顶部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值。
优选地，步骤3中对所述温室执行遮光操作包括：步骤3.1：当温室内辐照强度大于800W/m2时，启用遮阳幕遮阳；步骤3.2：通过设置于温室的玻璃屋顶上的物理涂层遮阳。
本发明还公开了高温高湿环境下番茄培育的光照调节系统，用于实现上述任意一项所述的光照调节方法，包括：检测模块，所述检测模块包括温度检测系统和辐照强度检测系统；判断模块，所述判断模块用于判断辐照强度检测系统测得的实时辐照强度与预设辐照强度范围的关系，并根据判断结果生成补光指令或遮光指令；补光模块，所述补光模块用于根据补光指令开启补光。
优选地，所述补光模块包括：第一阵列LED光源，所述第一阵列LED光源设于植株的根部位置处，用于向上辐照补光；第二阵列LED光源，所述第二阵列LED光源设于植株的顶部位置处，用于向下辐照补光。
优选地，还包括遮光模块，所述遮光模块包括：遮阳幕，所述遮阳幕用于在室内辐照强度大于800W/m2时遮阳；屋顶更换系统，所述屋顶更换系统用于在接收到遮光指令时将温室的透明玻璃屋顶更换成涂层玻璃屋顶。
优选地，第一阵列LED光源和所述第二阵列LED光源均由PWM信号驱动电路控制，所述PWM信号驱动电路适于在接收到补光指令时调整所述第一阵列LED光源和所述第二阵列LED光源的亮度直至实时辐照强度处于预设辐照强度范围。
优选地，还包括二氧化碳补给模块，用于向温室内补给二氧化碳。
本发明与现有技术相比具有以下的优点：
本发明提供的高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，适用于温室内番茄植株的光照调节，所述光照调节方法包括以下步骤：步骤1：按照预设时间间隔采集所述温室内的自然光的实时辐照强度，并将采集得到的辐照强度与预设辐照强度范围进行对比；步骤2：当步骤1中采集得到的实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，对所述温室执行补光操作；步骤3：当步骤1中采集得到的实时辐照强度大于预设辐照强度范围的上限阈值时，对所述温室执行遮光操作。通过上述方法，使番茄培育过程中的光照调控与番茄的生长规律更进一步契合，至使能更进一步促进番茄的健康成长，且提升番茄果实的味觉口感。
具体实施方式
下面将对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于文字描述所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
本实施例所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，适用于温室内番茄植株的光照调节，包括以下步骤：
步骤1：按照预设时间间隔采集所述温室内的自然光的实时辐照强度，并将采集得到的辐照强度与预设辐照强度范围进行对比；具体地，包括以下步骤：
步骤1.1：采集番茄植株顶部位置和根部位置的辐照强度，所述顶部位置处的辐照强度为顶部实时辐照强度；所述根部位置处的辐照强度按照幼苗期、开花期和结果期三个生长阶段的预设差值兑换成根部实时辐照强度；
步骤1.2：分别将顶部实时辐照强度、根部实时辐照强度与与预设辐照强度范围进行对比，得到对比结果，其中，所述预设辐照强度范围的获取方法包括：选取番茄幼苗期、开花期和结果期三个生长阶段，测量不同温度及光照强度下的番茄叶片净光合速率；根据得到的番茄叶片净光合速率得到不同温度条件下的光饱和点，同一生长阶段中，不同温度条件下光饱和点所对应的辐照强度即为预设辐照强度范围。
步骤2：当步骤1中采集得到的实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，对所述温室执行补光操作；具体地，包括以下步骤：
步骤2.1：当仅番茄植株根部实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，通过设置于温室地面的阵列LED光源进行补光，补光强度为根部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值；
步骤2.2：当番茄植株根部实时辐照强度和顶部实时辐照强度均小于预设辐照强度范围的下限阈值时，通过设置于温室地面和顶面的阵列LED光源进行补光，补光强度分别为根部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值、顶部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值。
步骤3：当步骤1中采集得到的实时辐照强度大于预设辐照强度范围的上限阈值时，对所述温室执行遮光操作，具体地，包括以下步骤：
步骤3.1：当温室内辐照强度大于800W/m2时，启用遮阳幕遮阳；
步骤3.2：通过设置于温室的玻璃屋顶上的物理涂层遮阳。
实施例2
本实施例所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节系统，包括：
检测模块，检测模块包括温度检测系统和辐照强度检测系统；
判断模块，判断模块用于判断辐照强度检测系统测得的实时辐照强度与预设辐照强度范围的关系，并根据判断结果生成补光指令或遮光指令；
补光模块，补光模块用于根据补光指令开启补光，具体地，包括：第一阵列LED光源，第一阵列LED光源设于植株的根部位置处，用于向上辐照补光；第二阵列LED光源，第二阵列LED光源设于植株的顶部位置处，用于向下辐照补光；第一阵列LED光源和第二阵列LED光源均由PWM信号驱动电路控制，PWM信号驱动电路适于在接收到补光指令时调整第一阵列LED光源和第二阵列LED光源的亮度直至实时辐照强度处于预设辐照强度范围。
遮光模块，包括：遮阳幕，遮阳幕用于在室内辐照强度大于800W/m2时遮阳；屋顶更换系统，屋顶更换系统用于在接收到遮光指令时将温室的透明玻璃屋顶更换成涂层玻璃屋顶。
二氧化碳补给模块，用于向温室内补给二氧化碳。
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。

Claims (10)

1.一种高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，适用于温室内番茄植株的光照调节，其特征在于，所述光照调节方法包括以下步骤：
步骤1：按照预设时间间隔采集所述温室内的自然光的实时辐照强度，并将采集得到的辐照强度与预设辐照强度范围进行对比；
步骤2：当步骤1中采集得到的实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，对所述温室执行补光操作；
步骤3：当步骤1中采集得到的实时辐照强度大于预设辐照强度范围的上限阈值时，对所述温室执行遮光操作。
2.根据权利要求1所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，其特征在于，步骤1中，按照预设时间间隔采集所述温室内的自然光的实时辐照强度具体包括：
步骤1.1：采集番茄植株顶部位置和根部位置的辐照强度，所述顶部位置处的辐照强度为顶部实时辐照强度；所述根部位置处的辐照强度按照幼苗期、开花期和结果期三个生长阶段的预设差值兑换成根部实时辐照强度；
步骤1.2：分别将顶部实时辐照强度、根部实时辐照强度与与预设辐照强度范围进行对比，得到对比结果。
3.根据权利要求1所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，其特征在于，步骤1中，所述预设辐照强度范围的获取方法包括：
选取番茄幼苗期、开花期和结果期三个生长阶段，测量不同温度及光照强度下的番茄叶片净光合速率；
根据得到的番茄叶片净光合速率得到不同温度条件下的光饱和点，同一生长阶段中，不同温度条件下光饱和点所对应的辐照强度即为预设辐照强度范围。
4.根据权利要求1所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，其特征在于，步骤2中，对所述温室执行补光操作包括：
步骤2.1：当仅番茄植株根部实时辐照强度小于预设辐照强度范围的下限阈值时，通过设置于温室地面的阵列LED光源进行补光，补光强度为根部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值；
步骤2.2：当番茄植株根部实时辐照强度和顶部实时辐照强度均小于预设辐照强度范围的下限阈值时，通过设置于温室地面和顶面的阵列LED光源进行补光，补光强度分别为根部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值、顶部实时辐照强度与预设辐照强度范围下限阈值的差值。
5.根据权利要求1所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节方法，其特征在于，步骤3中对所述温室执行遮光操作包括：
步骤3.1：当温室内辐照强度大于800W/m2时，启用遮阳幕遮阳；
步骤3.2：通过设置于温室的玻璃屋顶上的物理涂层遮阳。
6.一种高温高湿环境下番茄培育的光照调节系统，用于实现权利要求1-5中任意一项所述的光照调节方法，其特征在于，包括：
检测模块，所述检测模块包括温度检测系统和辐照强度检测系统；
判断模块，所述判断模块用于判断辐照强度检测系统测得的实时辐照强度与预设辐照强度范围的关系，并根据判断结果生成补光指令或遮光指令；
补光模块，所述补光模块用于根据补光指令开启补光。
7.根据权利要求6所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节系统，其特征在于，所述补光模块包括：
第一阵列LED光源，所述第一阵列LED光源设于植株的根部位置处，用于向上辐照补光；
第二阵列LED光源，所述第二阵列LED光源设于植株的顶部位置处，用于向下辐照补光。
8.根据权利要求6所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节系统，其特征在于，还包括遮光模块，所述遮光模块包括：
遮阳幕，所述遮阳幕用于在室内辐照强度大于800W/m2时遮阳；
屋顶更换系统，所述屋顶更换系统用于在接收到遮光指令时将温室的透明玻璃屋顶更换成涂层玻璃屋顶。
9.根据权利要求7所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节系统，其特征在于，第一阵列LED光源和所述第二阵列LED光源均由PWM信号驱动电路控制，所述PWM信号驱动电路适于在接收到补光指令时调整所述第一阵列LED光源和所述第二阵列LED光源的亮度直至实时辐照强度处于预设辐照强度范围。
10.根据权利要求6所述的高温高湿环境下番茄培育的光照调节系统，其特征在于，还包括二氧化碳补给模块，用于向温室内补给二氧化碳。
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