一种基于作物需求的智能节水灌溉方法技术

本发明专利技术提供一种基于作物需求的智能节水灌溉方法，该方法包括以下步骤：一、根据栽培作物类型，确定作物内在生长发育的机理参数r和Sp；二、构建作物生长周期i的生长模型，根据作物内在生长发育的机理参数定量确定作物不同生长周期生物量产量；三、构建作物生长周期i的需水量需求模型，根据步骤二得到的作物生物量产量和环境监测设备得到的土壤含水量数据，计算出不同生长周期作物的需水量需求；四、根据步骤三得到的作物的需水量需求，制定作物全生命周期的灌溉方案。本方法基于作物自身的生长规律的数学模型进行灌溉方案的制定，可用于灌溉受限的盆栽装置，为智能农业灌溉设备的自动开关控制提供技术支持，达到最大化水分利用效率的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能农业灌溉
，具体地，涉及一种基于作物需求的智能节水灌溉方法。
技术介绍
我国目前应用最为广泛的节水灌溉方法主要为喷灌和滴灌。它们采用先进的技术将水源尽可能均匀、适度的分配到作物根区土壤中，使土壤经常保持适宜作物生长的水分、通气和营养状况，从而达到提高灌溉水利用效率和水产出效率的目的。然而，这些灌溉方法在某些实际应用过程中仍存在一些缺点，如在灌溉受限的盆栽装置，节水效率并未有实质性改善。究其原因，主要在于这些灌溉方法不能根据作物需水需求进行适时适量地精准灌溉。一般来说，作物的生长通常分为营养生长(叶片和节间的生长)和生殖生长(果实和花的生长)两个阶段，而且不同生育阶段作物对水分的需求量有很大差别。例如向日葵从出苗至现蕾需水占全生育期总需水量的20％左右，现蕾至开花结束是向日葵一生需水最多的时期，约占全生育期需水量的60％以上，开花结束到成熟需水约占全生育期需水量的20％。在这种情况下，无论采用喷灌或者滴灌技术均不能根据作物不同生长周期不同需水量需求进行适时适量地精准灌溉。因此，根据作物需水要求，适时适量地精准灌溉，并利用物联网、云计算等智能技术手段对土壤墒情和灌区输配水系统的水情进行监测、数据采集和计算机处理，进一步计划用水、优化配水，以达到既节水又增产的目的。这已成为未来研发智能节水灌溉方法的新趋势。随着信息和通信技术的发展，农业也从传统农业向数字化农业转变，而进一步随着物联网、云计算等智能技术的发展，这些技术和农业的结合就促进了“智能农业”的产生和发展。作为智能农业发展的重要组成部分，智能节水灌溉技术的发展也越来越重要。区别于传统的漫灌、喷灌、滴灌等技术方法，基于作物自身的生长规律的数学模型进行灌溉方案的制定，本专利技术提出了一种基于作物需求的智能节水灌溉方法，可用于灌溉受限的盆栽装置，为智能农业灌溉设备的自动开关控制提供技术支持，达到最大化水分利用效率的目的。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于作物需求的智能节水灌溉方法，其具体的技术方案如下：一种基于作物需求的智能节水灌溉方法，该方法包括以下步骤：步骤一、根据栽培作物类型，确定作物内在生长发育的机理参数r和Sp；步骤二、构建作物生长周期i的生长模型，根据作物内在生长发育的机理参数定量确定作物不同生长周期生物量产量；步骤三、构建作物生长周期i的需水量需求模型，根据步骤二得到的作物生物量产量和环境监测设备得到的土壤含水量数据，计算出不同生长周期作物的需水量需求；步骤四，根据步骤三得到的作物的需水量需求，制定作物全生命周期的精准灌溉方案。进一步，步骤一中，作物内在生长发育的机理参数r和Sp分别表示作物水利用效率和作物的占地面积，前者取值范围为0到1之间，后者与作物种植密度紧密相关。通常情况下，作物水利用效率r根据收集的作物器官干重数据估计出来，或者设置经验值0.45mgcm-2mm-1；作物的占地面积则设为种植密度的倒数，它反映了作物自身遮挡和相邻作物竞争的影响。进一步，步骤二中，构建的作物生长模型表示为：Q(i)=E(i)·r·Sp{1-exp[-S(i)Sp]本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于作物需求的智能节水灌溉方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、根据栽培作物类型，确定作物内在生长发育的机理参数r和Sp；步骤二、构建作物生长周期i的生长模型，根据作物内在生长发育的机理参数定量确定作物不同生长周期生物量产量；步骤三、构建作物生长周期i的需水量需求模型，根据步骤二得到的作物生物量产量和环境监测设备得到的土壤含水量数据，计算出不同生长周期作物的需水量需求；步骤四，根据步骤三得到的作物的需水量需求，制定作物全生命周期的精准灌溉方案。

【技术特征摘要】
1.一种基于作物需求的智能节水灌溉方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、根据栽培作物类型，确定作物内在生长发育的机理参数r和Sp；
步骤二、构建作物生长周期i的生长模型，根据作物内在生长发育的机理参数定量确定
作物不同生长周期生物量产量；
步骤三、构建作物生长周期i的需水量需求模型，根据步骤二得到的作物生物量产量和
环境监测设备得到的土壤含水量数据，计算出不同生长周期作物的需水量需求；
步骤四，根据步骤三得到的作物的需水量需求，制定作物全生命周期的精准灌溉方案。
2.根据权利要求1所述的一种基于作物需求的智能节水灌溉方法，其特征在于，步骤一<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范兴容，康孟珍，华净，王秀娟，王浩宇，王飞跃，
申请(专利权)人：青岛智能产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37