CN116897795A - 一种月季植株生长监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种月季植株生长监测方法，包含：获得一月季品种的茎流量标准值和水分利用效率标准值；获得该月季品种的茎流量实测值和水分利用效率实测值；当水分利用效率标准值不大于水分利用效率实测值时，保持现有的营养枝数量；当水分利用效率标准值大于水分利用效率实测值时，进一步比较茎流量标准值和茎流量实测值，并且在茎流量标准值小于茎流量实测值时，采用提高增加营养枝数量的技术措施，在茎流量标准值大于茎流量实测值时，采用减少营养枝数量的技术措施。通过上传实时信息至数据库，结合月季植株生长模型模拟分析结果和月季植株全茬生长规律制定营养枝的减补方案，进而对月季植株营养枝进行增减。

Description

一种月季植株生长监测方法及系统

技术领域

本发明涉及植物切花栽培管理技术领域，尤其涉及一种月季植株生长监测方法及系统。

背景技术

切花月季，是一种高效益的农业作物，市场消费潜力大，需求旺盛。月季植株弯头是影响月季植株品质的重要因素，在培育切花月季植株时，通过营养、光照和水分的配合以降低月季植株弯头率对于月季植株栽培具有重要作用。

在现代切花月季的栽培中，经压枝呈水平或下垂的营养枝起着为直立的切花枝制造和输送营养的作用，营养枝的数量及生长对提高月季切花产量和质量，实现高产的目的具有重要意义。云南位于中国西南低纬高原地区，拥有独特的气候资源。目前云南月季切花生产规模居全国之首，应用于栽培的品种达200个以上，包括且不限于：单头切花月季植株和多头切花月季植株、高枝切花月季植株和矮枝切花月季植株、高产切花月季植株和低产切花月季植株、大叶切花月季植株和小叶切花月季植株等。切花产量和质量决定了切花月季栽培的经济效益，营养枝过多会消耗大量水肥并造成郁闭、通风不良的环境，营养枝过少则制造和提供的养分不能满足直立枝的生长需求，且不同切花月季植株品种适宜的营养枝差异很大。

公开号为CN103238442B的中国专利提供一种切花月季植株高效培养营养枝的方法，包括月季植株扦插苗栽培，一级枝的生长、修剪，在一级枝修剪部位萌发二级枝，二级枝的生长、修剪，二级枝成熟后，对距基部3～4厘米处的一级枝部位进行扭动，使枝条内部破坏，但不伤及皮层、不折断枝条，使枝条扭伤部位因无支撑而自然弯曲垂落，对扭伤部位进行药剂预防，使植株生长至在一级枝基部萌发新芽时，得到营养枝。

然而，营养枝的数量和有效叶面积会随生长过程、病虫害情况处于一个动态变化过程中，现有的月季植株营养枝的压枝和修剪管理是经验性的，仅仅通过植株生长的外观表型进行判断，没有数字化的判断依据，没有衡量营养枝与切花生产相关性的方法。因此，探寻精准的营养枝监测方法成为目前急需推进的工作，也是发展切花月季绿色高效生产，实现经济效益最大化的重要举措。

基于此，本发明提供一种月季植株生长监测系统。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

相较于现有技术中仍然被大面积使用的月季植株生长监控方法，随着数字信息化交互设备的进步，月季植株栽培管理逐渐走向智能化。而在针对用于产出切花的月季植株栽培管理方法中，对月季植株内在水分、蒸腾的监测逐步从土壤水分、空气湿度、光照等间接方式转变为直接监测作物内在水分变化。利用新技术直接监测切花月季植株的水分变化进而指导生产，如测定植株茎流、水势等，对于切花月季植株营养枝的压枝和修剪的管理具有精准指导意义。这种以植物生理信息参数作为管理指标，调控植株生长的方式是未来作物栽培管理的方向。

现有技术中，探究月季营养枝和直立枝之间的关系的研究方案较少，直接将营养枝和直立枝之间的数量平衡与月季生长状态进行关联的探究更少。本申请基于月季营养枝和直立枝之间的数量平衡与月季植株的两个生长指标关联，并进行相关实验记录，确认了一个用于计算水分利用率的模型公式并提供了一个用于判断月季植株生长状态(或者说直立枝是否受营养枝影响)的检测方法。本申请公开了一种用于判断月季营养枝数量的监测方法。

月季的水分管理工作是十分重要的，过多或者过少的水分都会对月季的生长发育产生抑制作用。在月季生长发育的不同阶段，不同的季节和不同的土壤都会对月季的需水量产生很大的影响。在月季的实际生产栽培过程中，水分利用效率对于月季的营养吸收及生殖生长有着重要的影响。水分利用率是植株利用水分产生干物质的能力，水分利用率高，表明植株生长健康均衡，生产的切花品质高。为了确定切花月季营养枝与切花质量的相关性，本申请引入了水分利用效率(WUE，kg m^-3)，因水分利用效率＝生物产量(干物质)/蒸腾量，而蒸腾量与营养枝呈正比关系，即营养枝多，蒸腾量大；反之，则小。

水分利用效率是指在田间，作物蒸散消耗单位质量水所制造的干物质量，单位为kg m^-3，反映月季生产过程中的能量转化效率，是衡量月季产量与用水量关系的一种指标，也是评价水分亏缺下月季生长适宜度的综合指标之一。

干物质增长率反映了月季生长发育的速度和状态，是评价月季花朵重量的生产潜力的重要指标。干物质增长率能够反映出月季的营养状况，了解干物质增长率可以精准施肥、灌水，以达到良好的生产效益。

月季干物质增长率越高，说明月季当前的生长状态越好，也表明当前的直立枝和营养枝的数量配比合适。

在未达到营养枝上限时，产量和质量与营养枝数量成正比关系。

本发明提供一种月季植株生长监测方法，包含以下步骤：获得一月季品种的茎流量标准值和水分利用效率标准值；获得该月季品种的茎流量实测值和水分利用效率实测值；比较水分利用效率标准值和水分利用效率实测值：当水分利用效率标准值不大于水分利用效率实测值时，保持现有的营养枝数量；当水分利用效率标准值大于水分利用效率实测值时，进一步比较茎流量标准值和茎流量实测值，并且在茎流量标准值小于茎流量实测值时，采用提高增加营养枝数量的技术措施，在茎流量标准值大于茎流量实测值时，采用减少营养枝数量的技术措施。

提高增加营养枝数量的技术措施为将直立枝向下压使其变成营养枝。优选地，单次的增加营养枝数量为一时下压一只直立枝。

优选地，减少营养枝数量的技术措施为修剪部分营养枝叶片，或者剪除整枝营养枝的方法减少。优选地，单次的减少营养枝的数量为一。

优选地，茎流量标准值能够为130-140cm h^-1stem^-1。优选地，茎流量标准值能够为140cm h^-1stem^-1。优选地，茎流量标准值能够为130cm h^-1stem^-1。优选地，茎流量标准值能够为135cm h^-1stem^-1。

优选地，所述WUE标准值为0.56kg m^-3。

本技术方案的有益效果：

现有技术中，月季植株的生长检测主要依靠人工经验，或基于植物检测系统直接检测土壤湿度、环境温度以间接推测月季植株的生长状态。

然而，采用这种间接的检测方式极易环境因素的影响，例如，当月季植株自身水分利用率降低，即使土壤湿度较高，月季植株生长曲线依然是呈下降趋势。或如环境温度适宜，但无法明确月季植株生长是否正常。

基于此，本申请采用检测月季植株茎流、茎粗而后基于月季植株生长模型确认其水分利用率是否处于正常范围，从而确认月季植株生长状态是否正常。

水分利用率是一类直接反应植物水分吸收、体内代谢速度是否正常的一类指标。本申请基于大量的实验数据获取了适用于月季植株水分利用率计算的月季植株生长模型，使得操作者能够实时获得月季植株水分利用率，并与标准的月季植株水分利用率进行比较，从而判定当前的月季植株生长状态是否正常。

当月季植株生长状态异常时，进一步通过茎流判断月季植株的营养吸收状态，从而区分月季植株生长状态异常是由营养枝数量超标或缺乏营养其中之一的影响因素引起的。月季植株的茎流与月季植株的营养枝正相关。

水分利用率代表植株利用水分合成干物质的能力。基于此，通过计算月季植株的水分利用率能够实时确认月季的干物质合成能力，从而判断月季的生长状态。

本申请优先对月季植株的水分利用率进行检测，当水分利用率低于设定的阈值时，说明月季植株的生长状态异常。在此基础上，通过对月季植株的茎流的监测，操作人员能够进一步判断营养枝数量是否为影响月季植株生长的主要因素。

本技术方案所涉及的生长检测方法能够对月季植株生长状态进行实时精准的监测。

根据一种优选实施方式，所述月季植株的日蒸腾量的确认方法为：

获取月季植株的茎粗、茎流和分枝数量；

基于月季植株的茎粗、茎流和分枝数量确认所述月季植株的日蒸腾量。

根据一种优选实施方式，所述月季植株生长模型中的切花月季植株生长季节水分利用效率与营养枝数量成正比，且与月季植株的日蒸腾量呈反比。

根据一种优选实施方式，当所述水分利用效率标准值大于所述水分利用效率实测值时，所述水分利用效率实测值的采集频率由原有的第一频率提高至第二频率，直至采集的所述水分利用效率标准值不大于所述水分利用效率实测值时，所述水分利用效率实测值的采集频率由第二频率降低至第一频率。优选地，第一频率为30日一次，第二频率为10日一次。

本技术方案的有益效果：

当植物生长状态异常时，监测其生长状态的频次需要增加，在操作者对月季植株进行修剪或进行其他帮助月季生长的操作时，监测结果能够帮助操作者清楚认知其操作对月季生长是否有效。例如，由于每一次修剪营养枝数量为一，修剪枝条后发现茎流量依然高于标准范围，则需要再次修剪一枝营养枝，使月季植株的生长状态尽快调整。

根据一种优选实施方式，所述月季植株生长模型包含：

其中，WUE为水分利用效率，单位为kg m^-3；dw/dt为地上干物质的日增长率，单位为g m^-2d^-1；K为营养枝系数，为2n-1，其中n为每株切花月季的营养枝数量；DTr表示单株切花月季蒸腾量，计算公式为SV×3.14×(D/2)²，单位为mm h^-1；SV表示月季植株的茎流，单位为cm h^-1stem^-1；D为月季植株的直立枝第一个7小叶节位茎粗，单位为cm；t为一个切花月季生长茬中从修桩开始的天数；

在本发明中，单位面积切花月季的蒸腾量通过下述的积分公式计算：

其中，DTr′是从时间点t₁到时间点t₂这个时间段内的实时DTr，ND为月季植株直立枝的密度，单位为stem m^-2。通过比较实际检测的月季植株的地上干物质的日增长率与月季植株的地上干物质的日增长率在标准状态下的数值，能够确定当前的月季植株的长势是否正常。

本技术方案的有益效果：

1、精密化操作

相较于现有技术所使用的凭借人工经验确定月季植株栽培中的修剪方法和培育方法，本技术方案能够基于月季植株的蒸腾量而在月季植株生长模型中预测月季植株的生长状态，及时纠正月季植株的错误培育方法和修剪方法，增加操作步骤的精细化，从而达到增产月季切花数量的目的。

2、检测数据的准确率的提高

相较于现有技术中通过采集土壤水分、空气湿度、光照等数据而间接获得植物蒸腾量的方式，本技术方案在不损伤月季植株、不影响月季植株生长的情况下直接获得植物蒸腾量，从而确定月季植株当前的生长态势和未来的生长态势，相较于现有技术，本技术方案采集的数据更加精准，且减少了换算蒸腾量的步骤。

3、生成以增产为目的的培育方法

现有技术中，受限于人工经验，培育月季植株的方法往往是以栽培生长状态更好的月季植株为目的，这也与工厂化培育月季切花的目的具有差异。工厂化培育月季植株的目的是为了获得质量更高和数量更多的月季切花，而生长状态最优秀的不一定能够是生长出质量更高和数量更多的月季切花的月季植株(例如，营养枝繁茂的月季植株由于营养争夺的生长状态，不一定会在每一个营养枝上都开出符合售卖标准的花朵)。

4、基于月季植株的生长时间和生长状态确定月季植株的修剪方案

本申请提供的月季植株生长模型能够基于月季植株的生长时间和检测的月季植株的日蒸腾量确定月季植株最佳生长状态所需要修剪或保留的月季植株营养枝的数量。

在月季植株的生长过程中，月季植株的枝条数量不是越少越好，也不是越多越好，而是直立枝和营养枝的数量比例在合适范围，该合适范围是指月季植株能够为其直立枝的生长提供充足的光合量，且能够保证其自地下吸收的营养成分满足直立枝的生长所需。当营养枝过少时，由于直立枝的叶片面积有限，其光合量无法满足直立枝生殖生长的需求。当营养枝过多时，营养枝又会抢夺直立枝生长所需的营养成分，造成直立枝的发育不良。因此，在实际的月季植株培育过程中，工作人员需要基于经验和观察的直立枝数量选择保留的营养枝数量，并将多余的营养枝压塌。

5、干物质和水分利用率的选择性监测

月季植株干物质是月季植株水分利用的直接效果，其重量变化能够直观显示出月季长势是否旺盛，且月季植株的干物质容易测量。

本申请通过月季模型计算月季实时的标准干物质重量，并与田间摘取的月季植株称重计算得到的干物质量进行比较，能够确认月季植株的生长状态是否符合要求。

本技术方案基于月季植株生长模型而不断调整月季植株的生长趋势，从而达到获得质量更高和数量更多的月季切花的目的。

根据一种优选实施方式，月季植株全茬生长规律是指幼芽从桩口萌生，经营养生长至开花形成切花的过程。

根据一种优选实施方式，当地生产条件能够为预计生长环境的气象。

根据一种优选实施方式，所述月季植株的生长发育、产量和/或品质是指：切花产量和/或质量。

根据一种优选实施方式，获取月季植株的茎粗是指获取月季植株的直立枝第一个7小叶节位茎粗。

根据一种优选实施方式，所述第一模块能够为插入式茎流仪，其中，所述插入式茎流仪能够获取月季植株茎粗、月季植株茎流和月季植株直立枝密度，以确定月季植株的日蒸腾量。

根据一种优选实施方式，获取月季植株的茎流的方法为：α时间数据扫描一次，β时间记录一次平均值。优选地，α为30s～300s。β为1min～60min。特别优选地，设定1min数据扫描一次，20min记录一次平均值，持续昼夜观测。

本发明提供一种月季植株生长监测系统。所述系统包含能够获取月季植株茎流量实测值的第一模块、修剪月季植株的第二模块和处理模块。

基于采集的月季植株茎流量实测值，所述第一模块生成月季植株的日蒸腾量，并将生成的月季植株的日蒸腾量发送给所述处理模块；所述处理模块基于月季植株的日蒸腾量生成水分利用效率实测值，并比较水分利用效率标准值和水分利用效率实测值，其中，当水分利用效率标准值不大于水分利用效率实测值时，所述第二模块休眠，使月季植株保持现有的营养枝数量；当水分利用效率标准值大于水分利用效率实测值时，所述处理模块比较茎流量标准值和茎流量实测值，在茎流量标准值小于茎流量实测值时，所述处理模块触发所述第二模块进入提高增加营养枝数量的直立枝压塌的第一工作模式；在茎流量标准值大于茎流量实测值时，所述处理模块触发所述第二模块进入修剪营养枝的第二工作模式。

优选地，第二模块包含受控制的修剪组件和操作手。操作手能够将直立枝压塌，使直立枝变为营养枝。当第二模块进入第一工作模式时，操作手开启工作，以将至少一支直立枝压塌，时直立枝变为营养枝。当第二模块进入第二工作模式时，修剪组件开启工作，将至少一支营养枝修剪掉。

根据一种优选实施方式，所述第二模块修剪掉的植株的营养枝数量为一。

根据一种优选实施方式，第一模块包含测径仪、插入式茎流仪和密度获取单元。优选地，密度获取单元为图像采集单元。

本申请涉及的营养枝修建预测模型能够在无创情况下基于月季植株实时变化的茎流生成月季植株当前需要修建营养枝的数量。本申请的预测模型尤其适合针对在不同环境、不同生长地带的月季植株的营养枝数量的预测。例如，月季植株在早晚温差较大的北方和高湿热环境的南方所生长的进程区别很大，其在同一生长时间段的营养枝数量以及需要保留的直立枝和营养枝数量也不同，因此，凭经验判断月季植株营养枝的修建会忽视时节和环境对月季植株的影响，而使得月季植株的优质产量始终达不到其最高点。

根据一种优选实施方式，所述处理模块还能够结合当地生产条件确认月季植株营养枝的监测和/或补减的方法。

本技术方案的有益效果：

1、本技术方案通过检测植株蒸腾量确定植株的生长状态，植株主要通过叶片及茎秆的表皮组织蒸腾水分，切花月季植株开花之前主要由茎、叶组成，故蒸腾量的多少可以检测茎叶的生长量。

2、本技术方案因地制宜，在结合月季植株的生长特性的同时，也将其生长环境(当地生产条件)同样纳为生成月季植株营养枝的监测和/或补减的方法的参考因素，从而提高月季植株营养枝的监测和/或补减的方法的准确性。

3、由于月季植株茎流、茎粗和相关因素的检测是以一定频次进行的，因此，本技术方案能够对月季植株生长的不同时间节点进行监测，并基于月季植株生长模型预测其未来的生长态势，达到对月季植株的营养枝实时调控的目的，对指导月季植株生产具有重要意义。

根据一种优选实施方式，采用插入式茎流仪，监测月季植株的茎流。优选地，所述插入式茎流仪包括热脉冲发射器、温度传感器以及对所述插入式茎流仪进行持续供电的太阳能电源。优选地，所述插入式茎流仪包括1个热脉冲发射器和2个温度传感器及对所述插入式茎流仪进行持续供电的太阳能板。所述插入式茎流仪内置有充电电池，如图4所示。

根据一种优选实施方式，所述插入式茎流仪的安装方法为：

在距离月季植株基部，直立枝第一个7小叶节位茎粗处，分别将所述插入式茎流仪的3根探针竖直排列插入到3个钻孔中。

本发明提供一种月季植株生长调控方法。方法为：

获取月季植株的直立枝第一个7小叶节位茎粗；

采用插入式茎流仪，获取月季植株的茎流；

获取月季植株直立枝的密度；

获取月季植株营养枝的数量；

根据月季植株直立枝的第一个7小叶节位茎粗、茎流、密度，确定月季植株的蒸腾量；

根据月季植株的蒸腾量和营养枝数量，在月季植株生长模型上模拟分析月季植株的生长发育、产量及品质，并根据月季植株全茬生长规律，确定切花月季植株营养枝调控方案。

本发明提供一种基于实时茎流的月季植株营养枝的监测调控技术，包括：

游标卡尺，用于获取待测月季植株直立枝第一个7小叶节位茎粗；

茎流仪，用于获取月季植株的实时茎流；

密度获取模块，用于获取月季植株直立枝的密度；

处理模块，用于根据月季植株直立枝的第一个7小叶节位茎粗、茎流、密度，确定月季植株的蒸腾量，且其还能够用于根据月季植株的蒸腾量、营养枝数量、营养枝有效叶面积指数，在月季植株生长模型上模拟分析月季植株的生长发育、产量及品质，并根据月季植株全茬生长规律，确定月季植株营养枝的监测方法。

附图说明

图1为一个实施例中提供的月季植株直立枝的第一个7小叶处节位茎粗；

图2为一个实施例中提供的茎流仪安装示意图；

图3为一个实施例中提供的月季植株营养枝示意图；

图4为一个实施例中提供的基于实时茎流的切花月季植株营养枝及气象站田间监测的应用图。

附图标记

100：营养枝；200：插入式茎流仪；300：直立枝。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明提供一种基于实时茎流的切花月季植株营养枝100监测的方法，该方法具体包括：

测量待测月季植株直立枝300第一个7小叶节位茎粗；其中，选取具有代表性的月季植株测量直立枝300第一个7小叶节位茎粗，如图1所示。

采用插入式茎流仪200连续监测代表性月季植株实时的茎流变化。

获取所述月季植株直立枝300的密度。

获取所述月季植株营养枝100的数量。

根据所述月季植株直立枝300第一个7小叶节位茎粗、月季植株茎流、月季植株直立枝300密度计算月季植株实际的日蒸腾量。

基于茎流仪测定的实时数据，通过数据采集仪采集至云端数据库，即实时采集月季植株的蒸腾量。

获取不同光照时段月季植株的需水量。

通过无线网络上传实时信息(包括种植密度、株行配置、修剪时间、压枝时间、历次灌溉时间和灌溉量、植株实时蒸腾量、土壤实时含水量)至数据库，结合月季植株生长模型模拟分析结果和月季植株全茬生长规律制定营养枝100的监测方法，进而对月季植株营养枝100进行减补优化管理。

根据一种优选实施方式，采用插入式茎流仪200监测月季植株茎流变化，系统设定为1min数据扫描一次，20min记录一次平均值，持续昼夜观测。其中，插入式茎流仪200的安装如下：在距离月季植株基部，直立枝300第一个7小叶节位茎粗处，用钻头对照定位板垂直于茎杆表面钻取3个小孔，分别将3根探针(每套插入式茎流仪200的探针由1个热脉冲发射器和2个温度传感探针组成)竖直排列插入到上面的钻孔中，如图2所示。

根据一种优选实施方式，采用太阳能板对茎流变化监测的仪器进行持续供电(插入式茎流仪200内置充电电池，夜晚可进行持续供电)。

在本发明中，单位面积切花月季的蒸腾量通过下述的积分公式计算：

其中，各参数定义如前文所述。

单位面积切花月季的蒸腾量用于计算大田中的月季植株日蒸腾量。

根据一种优选实施方式，采用数采仪对数据进行采集与传输。

根据一种优选实施方式，采用小型气象站在田间实时收集不同光照时段，并对应相对蒸腾量分析。采用月季植株生长模型对月季植株发育过程进行定量预测、监测、预警与决策支持。

本发明针对切花月季植株压枝栽培情况，基于植株茎流实时测定数据与物联网系统相结合，使得切花月季能够在该方法的指导下精准调控营养枝100的数量和修剪管理，克服经验性管理的随意性，对切花月季植株营养枝100的合理高效利用和农业生产具有重要的意义。

三枝营养枝100无论是花的品质和质量都高于一、二两种营养枝100的设计，也高于传统经验化修剪营养枝100的CK处理。可根据C处理的营养枝100进行压枝和修剪营养枝100。在未达到营养枝100上限时，产量和质量与营养枝100数量成正比关系，营养枝100数量和茎流大小成正比关系，可以根据实时茎流监测切花月季植株营养枝100的数量和质量状况。

实施例1

本发明提供一种基于茎流实时监测的切花月季植株营养枝100的监测方法和系统。

本实施例提供不同营养枝100的切花月季植株的茎流及生长的实验方法。

一、研究区概况和选种

研究区位于云南省晋宁区，试验地拥有数字化设施温室，可全年供暖，周年生产。试验于2022年4月19日-5月30日进行。

供试品种为紫霞仙子，试验设计三种不同的营养枝100数量，分别为一枝、二枝、三枝，并分别记做A、B、C三个处理，每个处理3个重复。

二、试验设计与设备概况

试验设计三种不同的营养枝100数量，分别为一枝、二枝、三枝，并分别记做A、B、C三种处理；修剪直立部分为三个桩、每个桩两个芽；并将不做任何处理和干预的同期切花月季植株做为对照组，记CK处理。待各处理直立枝300上出现第一个七小叶时，使用茎流仪采集实时茎流并对长出的直立枝进行生理指标检测，生理指标每7天监测一次，每次测定其直径、鲜重、干重、花枝长等。试验进行到第42天时，共计统计72株，试验结束；此时各处理直立枝能达到商品标准。获取最后一次取样时的直立枝300和营养枝100的透过光辐射、花枝数量和花枝等级，收集整理数据得出结果。营养枝100如图3所示。

本申请中，直立枝300指可生成花苞的能够被用于售卖的切花花枝。营养枝100指经压枝呈水平或下垂的且部分需要被修剪的花枝。

使用茎流仪及相关配套物联网组件进行监控、采集数据。生育期间系统提供试验地气象、土壤、植株数据监测与展示，发布播种期预报、生育期预报与分析、水肥配比方法、采花预测、化学控制方法。试验地气象资料由云南省花卉推广中心中心提供，模型模拟所需的月季植株品种信息、管理措施由田间试验获得。利用实测值和模拟值的均方根误差和拟合度对模型模拟的准确性进行评价。

若A、B、C三种处理切花产量及质量出现优于CK处理的，则说明A、B、C三种营养枝100处理中存在优于常规经验化种植管理的营养枝100，可以根据实际结果进行营养枝100数量的调整；若A、B、C三种处理切花产量及质量低于CK处理，则说明三枝营养枝100较少，则可以根据CK处理营养枝100数量，再设置更多的营养枝100进行对比，以此来调整最适合生长的营养枝100数量。

三、试验结果

测量指标包括：直立枝平均干重、平均茎流、平均直径和平均密度。这些指标计算如下：

直立枝平均干重：在第42天成花后，将待测切花月季植株的所有直立枝的总干重除以该植株的直立株数量而计算得到。

平均茎流：在42天的生长周期内，每20分钟测一次实时茎流，将所有实时茎流值求和再除以测量总次数而计算得到。

平均直径：在第42天成花后，通过待测切花月季植株的所有直立枝的第一个七小叶处的直径之和除以直立枝数而计算得到。

平均密度：在第42天成花后，通过五点取样法(大棚四个角和中央位置)选取1平方米面积的地块然后统计这五个地块的直立枝总数再除以5而计算得到。

42天成花后根据月季植株生长模型计算得出：

A处理直立枝平均干重为10.2321g、B处理直立枝平均干重为21.0984g、C处理直立枝平均干重为38.5239g。

A处理的平均茎流66cm h^-1stem^-1、平均直径为5.1mm、平均密度(直立株)为22.0stem m^-2，B处理的平均茎流85cm h^-1stem^-1、平均直径为5.3mm、平均密度为27.5stemm^-2，C处理的平均茎流136cm h^-1stem^-1、平均直径为5.4mm、平均密度为44.2stem m^-2。根据公式(1)-(3)可计算出A、B、C处理的蒸腾量分别为：13.48mm h^-1、18.74mm h^-1、31.13mm h^-1。

根据月季模型可知，C处理的WUE值为0.56kg m^-3。通过实施例1可知，C处理为月季植株收获最好的一个处理，因此，C处理的WUE值能够用于判断实时检测的WUE值是否符合月季植株的生长标准。

根据光合估算公式计算A、B、C三种处理营养枝100对直立枝300影响：A处理营养枝100水平透过光辐射为121umol s m^-2、B处理营养枝100水平透过光辐射为98umol s m^-2、C处理营养枝100水平透过光辐射为56umol s m^-2。而A、B、C三种处理直立枝300水平透过光辐射分别为498umol s m^-2、515umol s m^-2、543umol s m^-2。优选地，光辐射数值是采用植物冠层分析仪直接测定。

光辐射的总量与植株生长量关联，植株茎叶多，其透过的光辐射少；反之，其透过的光辐射多，而植株生长量差异来自营养枝100的差异。基于光辐射数值，系统能够推断不同处理的直立枝300和营养枝100的相对数量或相对密度，以判断对照和各个处理中直立枝300、营养枝100的生长状态。以上结果也表明了C处理的营养枝100生长繁茂，状态最好，因此，C处理的直立枝平均干重最大，收获的花朵质量和产量均最佳。通过本实施证明了本申请提出的月季模型检测月季的实时状态有效。

根据市场(昆明国际花卉交易中心)标准统计三种处理切花质量为：

C处理共计收花21枝。其中a级花6枝，占28.5％；b级花11枝，占52.3％；c级花4枝，占19.1％。

B处理共计收花18枝。其中a级花4枝，占22.2％；b级花9枝，占50％；c级花4枝，占22.2％；c级花以下1枝，占5.5％。

A处理共计收花16枝。其中a级花2枝，占12.5％；b级花6枝，占37.5％；c级花7枝，占43.7％；c级花一下1枝，占6.3％。

a级花、b级花以及c级花的判断标准与标准号为SB/T 11098.1-2014《鲜切花拍卖产品质量标准等级》中公布的鲜花等级的判断标准相同。

CK处理的平均干重为26.7546g、平均密度为37stem m^-2、平均茎流103cm h^-1stem^-1、平均直径为5.3cm；计算出蒸腾量为22.71mm h^-1、营养枝100水平透过光辐射105umol sm^-2、直立枝300水平透过光辐射为504umol s m^-2。

CK处理共计收花19枝。其中a级花4枝，占21.1％；b级花9枝，占47.3％；c级花5枝，占26.3％；c级花以下1枝，占5.3％。

根据实验结果可得出：基于切花月季品种紫霞仙子的C处理，三枝营养枝100无论是花的品质和质量都高于一、二两种营养枝100的设计，也高于传统经验化修剪营养枝100的CK处理。可根据C处理的营养枝100进行压枝和修剪营养枝100。在未达到营养枝100上限时，产量和质量与营养枝100数量成正比关系，营养枝100数量和茎流大小成正比关系，可以根据实时茎流监测切花月季植株营养枝100的数量和质量状况。

本实施例通过CK、对照组A、对照组B和对照组C的实验结果验证了本申请中提出的模型的有效性。

基于该模型，月季植株的剪枝数量通过测量月季植株的茎流以及当前枝条密度而被确认。

实施例2

本实施例提供基于茎流变化的切花月季植株营养枝100管理的应用。

一、研究区概况和选种

研究区位于云南省晋宁区，试验地拥有数字化设施温室，可全年供暖，周年生产。试验于2022年6月30日-12月5日进行。

二、试验设计与设备概况

在实施例1中明确切花月季供试品种为紫霞仙子，营养枝100数量为三枝，整体种植规模10亩，其中应用区5亩，对照区5亩。

在对照区内使用常规经验化修剪营养枝100，并按照当地常规种植方式进行管理。

应用区进行基于茎流实时测定的月季植株营养枝100管理系统改造与设备部署：即三枝营养枝100的修剪标准，使用茎流仪及相关配套物联网组件进行监控、采集数据，实时监测调控月季植株营养枝100。

生育期间系统提供试验地气象、土壤、植株数据监测与展示，发布播种期预报、生育期预报与分析、水肥配比方法、采花预测、化学控制方法。试验地气象资料由云南省花卉推广中心中心提供，模型模拟所需的月季植株品种信息、管理措施由田间试验获得。利用实测值和模拟值的均方根误差和拟合度对模型模拟的准确性进行评价。

三、试验结果

统计试验时间内的月季切花产量，应用区月季切花共计收获3次，每平方米平均收花64枝；对照区切花月季的切花共计收获3次，每平方米收花59枝。应用区每平方米产量高于对照区产量的8.5％，应用区耗电量仅为对照区的51％。

该结果证明实施例1中修剪为三枝营养枝100产量确实高于传统经验化修剪营养枝100。通过基于实时茎流的切花月季植株营养枝100监测技术系统可全面掌握切花月季植株营养枝100发育状况，根据营养枝100与直立枝300的相关性调整营养枝100数量。

该实施例结果只针对供试品种紫霞仙子，但方法不受限于个别品种。

基于本技术方案对月季植株的生长调控，工业化生产切花月季植株的效率得到了极大的提升，其中既有符合要求的切花月季植株的数量的提升(由59枝涨为64枝)，也有成本的降低(应用区耗电量仅为对照区的51％)。

本实施例为产量对照实验，也是对实施例1的一种验证，即留三个营养枝100(处理C)对月季植株生长的影响从产量上的验证。本实施例的结果印证了本申请涉及的对月季植株监测方法能够通过计算月季植株的修枝数量而有效提高切花月季植株的产率，并降低培育月季植株所需的耗能。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种月季植株生长监测方法，其特征在于，包含以下步骤：

获得一月季品种的茎流量标准值和水分利用效率标准值；

获得该月季品种的茎流量实测值和水分利用效率实测值；

比较水分利用效率标准值和水分利用效率实测值：

当水分利用效率标准值不大于水分利用效率实测值时，保持现有的营养枝(100)数量；

当水分利用效率标准值大于水分利用效率实测值时，进一步比较茎流量标准值和茎流量实测值，并且在茎流量标准值小于茎流量实测值时，采用提高增加营养枝(100)数量的技术措施，在茎流量标准值大于茎流量实测值时，采用减少营养枝(100)数量的技术措施。

2.根据权利要求1所述的月季植株生长监测方法，其特征在于，获得所述水分利用效率实测值的方法包含以下步骤：

获取月季植株的日蒸腾量；

基于月季植株的日蒸腾量和月季的生长时间通过月季植株生长模型获得水分利用效率实测值。

3.根据权利要求1所述的月季植株生长监测方法，其特征在于，所述月季植株生长模型中的水分利用效率与月季植株的日蒸腾量呈反比。

4.根据权利要求1所述的月季植株生长监测方法，其特征在于，获得所述月季植株的日蒸腾量的方法包含以下步骤：

获取月季植株的茎粗、茎流和分枝数量；

基于月季植株的茎粗、茎流和分枝数量通过所述月季植株的日蒸腾量。

5.根据权利要求4所述的月季植株生长监测方法，其特征在于，所述增加营养枝(100)数量的技术措施是指将直立枝(300)转变为营养枝(100)。

6.根据权利要求1～3任一项所述的月季植株生长监测方法，其特征在于，当所述水分利用效率标准值大于所述水分利用效率实测值时，所述水分利用效率实测值的采集频率由原有的第一频率提高至第二频率，

直至采集的所述水分利用效率标准值不大于所述水分利用效率实测值时，所述水分利用效率实测值的采集频率由第二频率降低至第一频率。

7.根据权利要求2所述的月季植株生长监测方法，其特征在于，获取月季植株的茎粗是指获取月季植株的直立枝(300)第一个7小叶节位茎粗。

8.根据权利要求7所述的月季植株生长监测方法，其特征在于，获取月季植株的茎流的方法为：

α时间数据扫描一次，β时间记录一次平均值。

9.一种月季植株生长监测系统，所述系统包含能够获取月季植株茎流量实测值的第一模块、修剪月季植株的第二模块和处理模块，其特征在于，

基于采集的月季植株茎流量实测值，所述第一模块生成月季植株的日蒸腾量，并将生成的月季植株的日蒸腾量发送给所述处理模块；

所述处理模块基于月季植株的日蒸腾量生成水分利用效率实测值，并比较水分利用效率标准值和水分利用效率实测值，其中，

当水分利用效率标准值不大于水分利用效率实测值时，所述第二模块休眠，使月季植株保持现有的营养枝(100)数量；

当水分利用效率标准值大于水分利用效率实测值时，所述处理模块比较茎流量标准值和茎流量实测值，

在茎流量标准值小于茎流量实测值时，所述处理模块触发所述第二模块进入提高增加营养枝(100)数量的直立枝(300)压塌的第一工作模式；

在茎流量标准值大于茎流量实测值时，所述处理模块触发所述第二模块进入修剪掉营养枝(100)的第二工作模式。

10.根据权利要求9所述的月季植株生长监测系统，其特征在于，所述第二模块修剪掉的月季植株的营养枝(100)数量为一。