一种诱发作物病害的环境参数控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种诱发作物病害的环境参数控制系统及控制方法，所述控制系统通过智能控制器对各功能模块的控制，使密闭空间内的土壤水分、光照强度、温度和湿度始终处于设定的范围内，密闭空间内受外界环境影响小，为诱发作物病害创造了最佳环境，对作物抗病性鉴定提供了理想的条件，且本发明专利技术控制系统可全天候工作，加快了育种进程，通过智能化控制，大大节省了人工，并提高了环境参数准确性，具有较好的经济价值和社会价值，值得推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业
，具体涉及一种诱发作物病害的环境参数控制系统及控制方法。
技术介绍
作物病害对作物生长发育、产量和品质都会造成很大的影响，如中国是世界上小麦赤霉病危害最大的国家，每年受害面积约750万hm2，占全国小麦总面积的1/4，每年因赤霉病危害造成产量损失200万～300万t，其中长江中下游麦区是小麦赤霉病重发区，普通年份赤霉病危害造成产量损失达10％～15％，赤霉病大流行年份减产甚至达50％。感染赤霉病的麦粒粗蛋白质含量降低，出粉率低，面粉湿面筋含量减少，失去种用和工业价值；另外人们更为关注的是病麦粒含有多种真菌毒素，如DON可引起人、畜急性中毒。可见小麦赤霉病对小麦的产量、品质和食品安全等方面有多重的威胁。作物不同品种对同一种病害或虫害具有不同的抗性。这种抗性可以遗传并在作物上表现出来。通过一定的技术，培育既丰产、优质，又具有抗性的品种的过程称为抗性（病、虫）育种。与其它防治措施相比，选育和利用抗性品种是一项经济有效的措施，而且有利于生态环境保护。一些重大病害如小麦锈病、麦类白粉病、小麦赤霉病、马铃薯晚疫病等基本上都是采取以应用抗病品种为主或为基础的综合防治措施才得以控制的。对于气传病害，如小麦锈病、稻瘟病、玉米大小斑病等，这类病害发生面积大，重复侵染次数频繁，通过空气传播，化学药剂难以全面防治。推广抗病品种是最有效的防治方法。病毒病和其他尚无药剂防治的病害，只能靠利用抗病品种来防治，选育和利用抗病品种显得更重要。作物抗病性鉴定是抗病育种的重要基础工作之一，可靠地鉴定抗性资源选育抗病品种必须在病害发生的情况下才能进行筛选，在自然条件下鉴定，常因缺乏病害流行的必要条件而得不到预期的结果。如小麦赤霉病在1954--2013年中，大流行8a，中度流行15a，其余27a为无病或轻病年，流行频率为46％，具有明显的间歇性。因此在抗病性品种选育过程中如何控制每季病害充分、稳定发病，保证在发病的条件下进行压力选择，是筛选抗病品种的关键。目前，人为诱发病害的方法主要是通过人工接菌配合人工保湿完成，人工接菌是通过室内培养病原菌并通过人工单花滴注完成，由于工作量大，无法实现大群体病害材料的培育，也无法模拟自然发病的循环侵染过程。或是在大田中通过漫灌畦沟，保持地表湿度，并用薄膜覆盖的方法维持发病圃高温高湿，从而人工诱发病害的发生，但这种方法受气象条件影响同样很大，无法做到稳定有效。因此必须改进抗性鉴定技术，研究对各种诱发作物病害环境参数同时进行调控的新技术，以便快速对新品种进行考核。中国专利授权公告号：CN204888109U，授权公告日：2015.12.23，公开了“一种诱发小麦赤霉病的田间增湿装置。”这种装置通过水泵和微喷头对田间小麦进行喷水加湿，但采用的控制方式为时间控制，无法获知准确的湿度值，受田间气候条件影响很大，同时不能对温度、光照等进行调节，病害流行的必要条件不能充分满足，对作物病害的诱发不能很好控制。综上所述，现有诱发作物病害的方法和技术存在工作量大，无法实现大群体病害材料的培育，也无法模拟自然发病的循环侵染过程等问题。
技术实现思路
专利技术的技术目的是提供一种诱发作物病害的环境参数控制系统及控制方法，以解决现有技术存在的问题。为实现上述技术目的，本专利技术公开的技术方案为：一种诱发作物病害的环境参数控制系统，其特征在于，包括智能控制模块、用于种植待抗性鉴定作物的密闭空间以及作用于所述密闭空间的灌溉加湿模块、降温模块、补光模块和加温模块：所述智能控制模块包括智能控制器、设有显示单元的移动终端和安装在密闭空间内的土壤水分传感器、光照度传感器、温度传感器及湿度传感器，所述土壤水分传感器、光照度传感器、温度传感器及湿度传感器分别与智能控制器连接，向智能控制器传输检测信号，智能控制器与移动终端通信连接；所述密闭空间设有与外界连通的进气通道、出气通道及供人员进出的门，所述进气通道、出气通道相对设置在密闭空间的两端；所述灌溉加湿模块包括悬置在密闭空间内的多个雾化喷头，连接雾化喷头的管路上配置有防滴阀，所述雾化喷头通过安装有过滤器的输水管道与喷灌水泵连接，喷灌水泵控制电路与所述智能控制器连接；所述降温模块包括负压风机与湿帘，所述负压风机安装在密闭空间的出气通道上，湿帘安装在密闭空间进气通道处，所述湿帘通过安装有过滤器的输水管道与水泵连接，负压风机及湿帘水泵的控制电路分别与所述智能控制器连接；所述补光模块包括安装在密闭空间顶部的补光灯,所述补光灯的波长范围为300～850nm，补光灯的控制电路与所述智能控制器连接；所述加温模块包括自带风机的加热炉，加热炉风机进风口与外界连通，加热炉控制电路与所述智能控制器连接。在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：所述密闭空间为矩形空间，长28m，宽20m，高4m。密闭空间一端的宽面墙体上安装有三台负压风机，排风量为29000m3/h/台，湿帘安装在与负压风机相对的另一端墙体上，湿帘高1.5m，长18m。所述密闭空间的顶部均匀布置有35只补光灯，每只补光灯功率为400W，光通量为55000lm，光效为138lm/W，色温为2050K。所述加热炉的热负荷为149020kcal/h。如上所述诱发作物病害的环境参数控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：设置在所述密闭空间内可诱发作物病虫害环境参数的控制范围，土壤含水量设定为40～70%、光强时间设定为4～8小时/天、空气温度设定为20～26℃，空气湿度设定为90～98%，通过智能控制器读取传感器检测信号，并将检测信号转化为对应的测量值与设定值进行比较，并控制灌溉加湿模块、降温模块、补光模块或加温模块对环境参数进行调节，过程如下：1）土壤湿度调节：当土壤含水量的测量值小于40%时，智能控制器向喷灌水泵控制电路发出开启命令，启动喷灌水泵向雾化喷头输水，通过雾化喷头灌溉作物；当土壤含水量测量值大于70%时，智能控制器向喷灌水泵控制电路发出关闭喷灌水泵的命令，灌溉结束；2）空气湿度调节：当空气湿度的测量值小于90%时，智能控制器向喷灌水泵控制电路发出开启命令，启动喷灌水泵向雾化喷头输水，通过雾化喷头对空气进行加湿；当空气湿度测量值大于98%时，智能控制器向喷灌水泵控制电路发出关闭喷灌水泵的命令，加湿结束；3）加温调节：当空气温度的测量值小于20℃时，智能控制器向加热炉的控制电路发出开启命令，通过加热炉向密闭空间内通入热空气进行加温，当空气温度的测量值大于26℃时，智能控制器向加热炉控制电路发出关闭加热炉的命令，加温结束；4）降温调节：当空气温度的测量值大于26℃时，智能控制器向湿帘水泵与负压风机的控制电路发出开启命令，启动湿帘水泵与负压风机，水通入湿帘后均匀分布在湿帘上，密闭空间内的空气被负压风机抽出，利用负压将外界空气通过进气通道吸入密闭空间内，被吸入的空气从湿帘缝隙中穿过，导致水份蒸发，气体降温，降温后的冷空气在室内流动吸附热量后再被负压风机抽出；当温度值小于26℃时，智能控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诱发作物病害的环境参数控制系统，其特征在于，包括智能控制模块、用于种植待抗性鉴定作物的密闭空间以及作用于所述密闭空间的灌溉加湿模块、降温模块、补光模块和加温模块：所述智能控制模块包括智能控制器、设有显示单元的移动终端和安装在密闭空间内的土壤水分传感器、光照度传感器、温度传感器及湿度传感器，所述土壤水分传感器、光照度传感器、温度传感器及湿度传感器分别与智能控制器连接，向智能控制器传输检测信号，智能控制器与移动终端通信连接；所述密闭空间设有与外界连通的进气通道、出气通道及供人员进出的门，所述进气通道、出气通道相对设置在密闭空间的两端；所述灌溉加湿模块包括悬置在密闭空间内的多个雾化喷头，连接雾化喷头的管路上配置有防滴阀，所述雾化喷头通过安装有过滤器的输水管道与喷灌水泵连接，喷灌水泵控制电路与所述智能控制器连接；所述降温模块包括负压风机与湿帘，所述负压风机安装在密闭空间的出气通道处，湿帘安装在密闭空间进气通道处，所述湿帘通过安装有过滤器的输水管道与水泵连接，负压风机及湿帘水泵的控制电路分别与所述智能控制器连接；所述补光模块包括安装在密闭空间顶部的补光灯,所述补光灯的波长范围为300～850nm，补光灯的控制电路与所述智能控制器连接；所述加温模块包括自带风机的加热炉，加热炉风机进风口与外界连通，加热炉控制电路与所述智能控制器连接。...

【技术特征摘要】
1.一种诱发作物病害的环境参数控制系统，其特征在于，包括智能控制模块、用于种植待抗性鉴定作物的密闭空间以及作用于所述密闭空间的灌溉加湿模块、降温模块、补光模块和加温模块：
所述智能控制模块包括智能控制器、设有显示单元的移动终端和安装在密闭空间内的土壤水分传感器、光照度传感器、温度传感器及湿度传感器，所述土壤水分传感器、光照度传感器、温度传感器及湿度传感器分别与智能控制器连接，向智能控制器传输检测信号，智能控制器与移动终端通信连接；
所述密闭空间设有与外界连通的进气通道、出气通道及供人员进出的门，所述进气通道、出气通道相对设置在密闭空间的两端；
所述灌溉加湿模块包括悬置在密闭空间内的多个雾化喷头，连接雾化喷头的管路上配置有防滴阀，所述雾化喷头通过安装有过滤器的输水管道与喷灌水泵连接，喷灌水泵控制电路与所述智能控制器连接；
所述降温模块包括负压风机与湿帘，所述负压风机安装在密闭空间的出气通道处，湿帘安装在密闭空间进气通道处，所述湿帘通过安装有过滤器的输水管道与水泵连接，负压风机及湿帘水泵的控制电路分别与所述智能控制器连接；
所述补光模块包括安装在密闭空间顶部的补光灯,所述补光灯的波长范围为300～850nm，补光灯的控制电路与所述智能控制器连接；
所述加温模块包括自带风机的加热炉，加热炉风机进风口与外界连通，加热炉控制电路与所述智能控制器连接。
2.根据权利要求1所述的诱发作物病害的环境参数控制系统，其特征在于：
所述密闭空间为矩形空间，长28m，宽20m，高4m。
3.根据权利要求2所述的诱发作物病害的环境参数控制系统，其特征在于：
密闭空间一端的宽面墙体上安装有三台负压风机，排风量为29000m3/h/台，湿帘安装在与负压风机相对的另一端墙体上，湿帘高1.5m，长18m。
4.根据权利要求2所述的诱发作物病害的环境参数控制系统，其特征在于：
所述密闭空间的顶部均匀布置有35只补光灯，每只补光灯功率为400W，光通量为55000lm，光效为138lm/W，色温为2050K。
5.根据权利要求2所述的诱发作物...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永奎，薛新宇，张玲，周立新，丁素明，张宋超，秦维彩，周良富，孔伟，孙竹，顾伟，蔡晨，崔龙飞，王宝坤，陈晨，
申请(专利权)人：农业部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32