潮汐式灌溉系统的研发与推广

针对国内设施农业生产水肥浪费严重,相关技术装备整体水平落后的现状,本文阐述了了潮汐式灌溉系统的研发与推广。该系统利用液面的落差原理,通过计算机控制系统实现作物底部给水及水肥的精确管理和控制,适用于盆栽植物的营养液栽培和容器育苗的工厂化生产,具有节水、节肥、生产效率高、作物长势好等特点。应用表明,采用潮汐灌溉方式的作物,其生长量明显优于人工浇灌方式,还可减少用水量33%,提高水分利用效率40%,还可减少氮肥使用量。可推动我国设施农业的增产、增收,提高花卉、种苗的品质,具有广阔的应用前景。      

基于马利奥特装置的无土栽培营养液管理控制系统研究

营养液配置及灌溉控制技术已成为无土栽培中的关键技术，然而目前营养液管理控制中存在配置流程繁琐、营养液配比不精准及灌溉策略单一等问题，阻碍了无土栽培技术的大面积推广应用。针对上述问题，设计了一种基于马利奥特装置的营养液管理控制系统，该系统主要由营养液配制系统与营养液灌溉控制系统两部分组成。通过EC（电导率）和pH值传感器实时获取营养液成分，建立配液系统，依据不同作物营养需求自动、快速配置目标营养液。根据不同用户的需求，结合作物栽培区的气象参数和应用环境，制定了3种不同的灌溉策略：参比蒸散灌溉模式、光照辐射灌溉模式、定时灌溉模式。实验表明，该系统可以快速、准确地实现营养液的管理控制，为作物的无土栽培技术的大面积推广应用奠定了基础。     

潮汐式育苗技术在武威蔬菜生产应用的研究

在蔬菜生产中,育苗是十分重要的环节.潮汐式灌溉育苗作为新兴的育苗方式,其优势是利用底部供水以实现水肥闭合循环利用从而达到高效利用"零排放",具有比传统育苗方式更加节水、减肥、减药的优点.在武威市蔬菜现代农业生产中,应用潮汐式育苗对于大力发展丝路寒旱戈壁农业具有十分重要的意义,有利于提高育苗效率和质量.研究结果表明:潮汐...     

植物工厂营养液循环再利用装备的研究应用

植物工厂内作物主要依靠营养液进行生长,但营养液在长期使用过程中会滋生很多有害杂菌,影响作物的品质和产量。目前,荷兰等国已普遍采用紫外线对营养液进行消毒,且具有自动化的设备,我国的营养液消毒则多采用化学农药。针对上述情况,我们开发了营养液循环再利用装备,不仅实现了营养液消毒的高效安全,而且实现了营养液成分的自动化、智能化管理。      

营养液循环灌溉紫外线消毒机设计研究

温室作物水培采用营养液进行循环灌溉,营养液在周期使用过程中会滋生很多有害细菌,影响作物的品质。荷兰等农业发达国家已普遍采用紫外线对营养液进行消毒,消毒设备与灌溉系统统一管理,达到了自动化的程度。为此,对紫外线消毒机理进行了深入研究,试制加工的紫外线消毒机具备接近国外同类产品的消毒能力,能实现自动管理、维护,降低了作物的灌溉成本,提高了作物的品质,具有较好的应用前景和推广价值。     

基于马利奥特装置的无土栽培营养液管理控制系统研究

营养液配置及灌溉控制技术已成为无土栽培中的关键技术,然而目前营养液管理控制中存在配置流程繁琐、营养液配比不精准及灌溉策略单一等问题,阻碍了无土栽培技术的大面积推广应用。针对上述问题,设计了一种基于马利奥特装置的营养液管理控制系统,该系统主要由营养液配制系统与营养液灌溉控制系统两部分组成。通过EC(电导率)和pH值传感器实时获取营养液成分,建立配液系统,依据不同作物营养需求自动、快速配置目标营养液。根据不同用户的需求,结合作物栽培区的气象参数和应用环境,制定了3种不同的灌溉策略：参比蒸散灌溉模式、光照辐射灌溉模式、定时灌溉模式。实验表明,该系统可以快速、准确地实现营养液的管理控制,为作物的无土栽培技术的大面积推广应用奠定了基础。     

高寒冷凉地区蔬菜无土栽培的营养调控技术

通过对基质营养调控技术和水培营养液的调控，植物根部营养液pH值和EC值的管理，掌握适宜青海互助地区做无土栽培时不同的生长季节与生育阶段营养调控技术，从而为以后的无土栽培提供技术依据。     

自动灌溉施肥机工作状态监测系统

针对自动灌溉施肥机对工作状态稳定性要求高的需求,对自动灌溉施肥机供水、吸肥、营养液配制和灌溉/施肥等各个环节工作状态设计了相应的监测装置和监测方法.智能控制器根据各个环节工作状态的监测结果对自动灌溉施肥机进行决策控制.最后进行了样机试制和性能试验.结果表明:自动灌溉施肥系统工作状态稳定,能够满足温室精确灌溉和营养液精确配比、施肥的要求,解决了自动灌溉施肥机工作状态的监测问题.     

黄瓜穴盘育苗潮汐灌溉技术研究

为筛选黄瓜穴盘育苗最优潮汐灌溉制度,以"津绿19号"黄瓜为试材,分析了潮汐灌溉(T1、T2、T3、T4处理)和顶部洒水灌溉(T5处理)条件下黄瓜穴盘苗生长、生理变化、基质性质和灌水量指标。结果表明,T1和T4处理黄瓜穴盘苗生长势强,壮苗指数、光合效率和根系活力最高,差异显著。与顶部洒水灌溉(T5)相比,潮汐灌溉处理(T1、T2、T3和T4)基质电导率低、灌水量少,且分别节水26.86%、33.72%、32.90%和24.00%。潮汐灌溉正交试验的3因素对株高、茎粗、G值、净光合速率和灌水量影响的主次顺序均为灌溉频率灌水高度灌水时间。黄瓜穴盘幼苗灌溉方法以潮汐灌溉为宜,且试验条件下黄瓜穴盘育苗潮汐灌溉的最优灌溉制度组合为灌溉高度1.5cm、灌溉时间30min、灌溉频率1次/2d。     

基于无线通信精准灌溉智能控制系统设计

为了实现高效用水，提高农作物产量和质量、节约水资源，利用ESPNOW无线通信技术，结合Arduino平台，设计一套根据不同植物所需水分来精准调节植物灌溉量的智能控制系统。利用移动端远程操作，实现作物精准灌溉，系统管理员拥有最高权限，可以管理多个用户，用户根据管理员授权账号登陆系统，通过大棚内触摸屏和手机端网络平台查看温室大棚内信息，自主决策灌溉与否。该系统运行稳定可靠、操作方便，能够拓展更多功能，满足现代农业灌溉施肥设备的控制性能和精度要求，具有广阔的应用前景。     

集装箱植物工厂自动控制系统建立

针对集装箱植物工厂体积小、可控性强的特征,利用最适化控制原理,针对控制成本低、控制效果好的营养液管理、人工补光、箱内环境温度3个因子,基于可编程控制器建立了一套自动控制系统。该系统将人机交互触摸屏作为上位机,采用开关量控制原理进行营养液循环和LED周期补光的管理;利用闭环PID控制原理,进行箱内温度的调节,可实时监测集装箱内部温度和营养液特征变化过程。同时,采用人机友好的工作方式,通过调用管理者输入的各类参数,自动进行控制决策并执行控制程序。试验验证表明:该系统能够根据人工设定的控制参数,实现营养液分层循环、定时供液;能够按照设定时间自动控制LED光源的闭合/断开,实现不同光照周期的转换;能够实时监测温度,并根据目标温度调节制冷/供暖机构,使集装箱内温度持续保持在适宜作物生长的范围内。参照系统在集装箱植物工厂内使用情况,可以确定本系统成本低、运行稳定,能够满足集装箱植物工厂中农作物管理需求。     

气雾栽培式家庭植物工厂设计

为满足城市居民的家庭种植需求,开发一种气雾栽培式家庭植物工厂系统.以触摸屏PLC一体机作为控制器,采用LED光源,对营养液循环处理系统、环境调节控制系统、人工光系统进行针对性设计和设备选型;分别进行PLC软件、触摸屏软件和移动终端应用的设计开发,实现对家庭植物工厂的设备运行状态、环境因子、营养液因子等信息的监测与执行设...     

基于水分、电导率传感器的黄瓜有机栽培灌溉决策研究

以时序灌溉决策为对照(CK),设置基于水分传感器的单因子灌溉决策处理T1和基于水分、电导率传感器的双因子灌溉决策处理T2,监测基质含水率及灌溉液、回液的电导率决策灌溉量,测量黄瓜生长指标、叶片SPAD值、气孔导度和光合速率日变化以及果实品质、产量和灌溉量,分析灌溉液生产效率,研究黄瓜椰糠有机栽培的营养液灌溉决策。结果表明:不同灌溉决策下黄瓜的生长发育和品质产量差异不明显;处理T2的总灌溉量较CK、T1减少了49.08%和31.85%,灌溉液生产效率与CK、T1相比分别提高了103.92%和60.59%。基于水分、EC传感器的双因子灌溉决策为黄瓜椰糠有机栽培提供了较合理的营养液灌溉制度,适用于设施黄瓜椰糠有机栽培的营养液自动灌溉管理。     

负水头灌溉系统供营养液番茄生产及耗水研究

为实现负水头供营养液方式下番茄的高产,同时为常规番茄生产灌溉量的确定提供指导,试验采用负水头灌溉系统供营养液进行番茄生产栽培,测定群体栽培条件下的番茄产量和品质,同时监测番茄群体的日蒸散量并分析其与环境因子的关系。研究结果表明:负水头供给营养液条件下,试验期间(112d),番茄产量达130 604.85kg/hm2。与常规(人工)供给营养液相比,负水头供营养液显著提高番茄果实产量与品质,提高了营养液生产效率。负水头控制下,单株番茄总蒸散量(耗水量)为92.38kg,日耗水量在0.14~1.80kg;番茄耗水量与环境因子(光照强度)呈显著相关,不同光照强度下,植株耗水量明显不同,为其他灌溉方式(滴灌等)灌溉量的决策提供了参考。因此,在用其他灌溉方式时,要注意光照强度的监测,适当调整晴天和阴天下的灌溉频率,防止晴天灌溉不足,阴天灌溉浪费。     

不同营养液质量浓度对温室盆栽黄瓜生长与基质环境的影响

采用一种负水头供水控水盆栽装置供给营养液,以山崎黄瓜专用营养液配方标准质量浓度为基准,研究了4种营养液质量浓度对温室基质盆栽黄瓜生长发育及其基质内离子质量浓度变化的影响。试验结果表明,黄瓜的生长速率和产量随着营养液质量浓度的增加而增加,采用负水头灌溉装置供液方式的要优于常规灌溉方式,不同营养液质量浓度与供液方式对黄瓜营...     

循环式岩棉栽培水肥一体化装备及控制系统研发

为提高我国循环式岩棉栽培水肥管理水平,自主研发设计了循环式岩棉栽培水肥一体化智能装备及控制系统。系统根据植株的生长发育状态、需水需肥规律以及环境条件,通过智能控制系统全自动地进行营养液的检测、配比和灌溉决策,并结合营养液回收消毒技术,实现营养液的重复利用。系统提供便于操作的硬件设备以及全自动智能运行的控制系统,可对岩棉栽培水肥实现全自动智能精准管理,节水节肥20%以上,实现农业生产的零排放。经过在不同园区的试验和应用,验证该系统运行稳定,适用性强。在宁夏园艺产业园番茄生产应用可达到45.4 kg/m2的高产。      

机器视觉技术在温室营养液调控系统中的应用

现代设施农业趋向于采用无土栽培.无土栽培是一种采用灌溉营养液来栽培作物的方法.为此,介绍了国内温室无土栽培中营养液供给系统的研究现状,针对目前营养液供给控制存在的问题,将机器视觉技术应用到温室营养液调控中,利用作物的图像信息和环境信息,参考作物专家系统,提出控制策略,调整营养液配置参数,并阐述了系统的软硬件实现方法.     

灌溉量对温室基质栽培茄子产量、品质与根区盐分积累的影响

为探究不同灌溉量对茄子产量、品质和根区盐分累积的影响，以‘京茄黑宝’为试验材料，设置T1(2.4 mm)、T2 (3.6 mm)、T3 (4.8 mm)、T4 (6.0 mm)、T5 (7.2 mm)、CK (8.4 mm) 6个日灌溉量处理，测定茄子根区离子浓度、光合特性、果实品质、单株产量和水分利用效率等指标。结果表明：营养液灌溉量对番茄植株生理和果实品质影响显著，灌溉量过少，会造成离子累积，不利于植株生长和果实品质的形成。随灌溉量的减少，茄子的可溶性糖含量和可溶性固形物呈现出逐渐升高的趋势，根系活力、叶片光合参数、叶片叶绿素荧光参数均呈现出降低趋势。当营养液灌溉量为T4 (6.0 mm)时，茄子植株生物量积累量最高，果实维生素C含量、可溶性蛋白含量、单株产量和水分利用效率显著高于其他各个处理(P<0.05)。另外，随着茄子植株的生长，无机基质槽培茄子根区会发生离子积累，导致根区营养液EC上升。在植株生长64 d时，茄子根区营养液的EC值最高，各处理表现为：T1>T2>CK>T5>T3>T4，此时T1 (2.4 mm)处理各离子质量浓度对根区盐分...     

堆山造景绿化灌溉系统的规划设计与应用

在建筑垃圾堆山造景环境保护工程中,通过参与山体景观植物灌溉系统规划设计与管理,就节水灌溉技术在山体景观植物灌溉管理中的应用与规划设计进行了探讨.建筑垃圾堆山的土壤结构与自然山体不同,对灌溉系统提出了多方面的特殊要求.通过总结经验,对于不同坡度的山体和植物的灌溉方式提出了一些解决方案,为复杂陡峭山体上的绿化创造必要的条件.     

农田灌溉决策支持系统的设计与实现

农田灌溉决策支持系统是基于农田灌溉用水管理的复杂性和实时性，结合江苏省山市安镇农田灌溉管理的具体情况研制的。系统根据采集的土壤墒情、作物旱情、水源水情等信息，进行计算、分析、决策，作出灌溉预报，确定精确的灌溉时间和最佳灌溉水量，利用决策结果对灌溉设备进行自动控制与监测，从而达到高效、节水的目的。