一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统和方法，采用多个补液管道并联，并采用微型网式灌水系统，直接从幼苗根部进行水肥供给，结合中央控制单元的控制，实现了不同营养液原液组分或不同营养液比例配比的集成控制，当同一个育苗间在同一时间段进行多种作物育苗时，可以更灵活的根据作物及不同幼苗阶段进行灌溉施肥；基于环境因子和基质水分构建不同幼苗不同生育阶段水肥决策模型，使不同作物幼苗不同生育阶段获得最佳的水肥需求量，对高产、高效，节水、节肥和保护生态环境具有重要的现实意义。境具有重要的现实意义。境具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统和方法


[0001]本专利技术涉及农业设施
，尤其涉及一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统和方法。

技术介绍

[0002]育苗是蔬菜生产中的关键环节，是提供蔬菜生产综合效益的管径技术措施之一。优质秧苗是果蔬早熟、丰产的基础。目前，设施育苗已经形成了一定的产业规模。2014年，全国蔬菜育苗需求量约6833亿株，其中集约化育苗供苗量500亿株，仅是需求量的7.3％，其中优质种苗只占生产种苗量的40％。现有的育苗生产方式存在着产能低、土地利用效率不高等缺陷，无法满足市场需求和节约集约使用土地的国土政策，亟待引入先进生产技术进行产业升级，以扩大产能、提高土地利用效率。所有这些现实情况，都为立体育苗产业及其智能控制系统的发展提供了巨大的市场需求。
[0003]立体育苗是采用多层立体苗床，将补光、温度、水分等育苗因子系统结合起来形成的先进育苗技术，可以明显提高空间内的育苗效率，是现代育苗技术的重要体现，也是今后种苗育苗的发展方向之一。营养液供给是保证优质壮苗的必要措施之一，在育苗阶段，优化营养液管理模式及技术调控管理，不仅提高育苗质量，还能够达到节水省肥的目的。设施育苗灌溉方式主要有两种：一种是顶部喷淋方式，敞开式灌溉，喷头至幼苗基质存在一定距离，基质吸收剩余水肥滴落地面，增加空气湿度，有利于绿藻、病原菌的繁殖蔓延；一种是潮汐式灌溉，底部供液，循环闭合式灌溉，基质吸收营养液后，剩余营养液流入回液池，过滤消毒后用于下次灌溉，回液的过滤消毒和回收利用处理较为繁琐，增加运行成本。<br/>[0004]立体育苗中往往涉及多种作物，而传统的育苗水肥管理多采用人工配液、营养液单一化、均一化和粗放式管理，未实现对不同作物种类幼苗按需精准水肥供给。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统和方法，解决了现有技术中未考虑栽培幼苗种类和不同生育阶段水肥需求规律，往往阴雨天时因蒸发量减少造成育苗基质水分含量过高，以致影响幼苗正常生长的问题。
[0006]本专利技术实施例提供一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统，包括环境监测单元、中央控制单元、营养液配比单元、营养液补充单元和分布式育苗单元；
[0007]所述分布式育苗单元包括多个，每个所述分布式育苗单元中栽种有相同种类幼苗，所述相同种类幼苗的播种时间和营养液供给方案相同；
[0008]所述环境监测单元，用于监测各分布式育苗单元中的空气温湿度信息和基质水分信息；
[0009]所述中央控制单元，用于基于不同分布式育苗单元预设的营养液供给方案、播种时间、空气温湿度信息和基质水分信息，生成营养液供给方案；
[0010]所述营养液配比单元，用于基于所述营养液供给方案为各所述分布式育苗单元制
备营养液；
[0011]所述营养液补充单元，用于基于所述营养液配比单元提供的营养液对对应的分布式育苗单元进行灌溉。
[0012]作为优选的，所述营养液配比单元包括水源、反渗透水处理设备和营养液配比系统；
[0013]所述水源用于提供配制营养液所需的原水；
[0014]所述反渗透水处理设备用于除去原水中的离子、有机物和微生物，以得到满足营养液制备所需的纯水；
[0015]所述营养液配比系统，用于基于纯水制备营养液。
[0016]作为优选的，所述营养液配比系统包括纯水储存桶、果菜营养液配比子系统和叶菜营养液配比子系统；所述果菜营养液配比子系统和所述叶菜营养液配比子系统均包括原液桶、混液桶、营养液配比管道、流量计、吸肥电磁阀、进纯水电磁阀、传感器EC和pH传感器。
[0017]作为优选的，所述分布式育苗单元包括分布式灌溉系统和立体穴盘育苗系统；
[0018]所述分布式灌溉系统包括储液罐、EC传感器、叠片过滤器、电磁阀、液位传感器、分布式灌溉干管、分布式灌溉支管和网式微型灌水子系统；
[0019]所述立体穴盘育苗系统包括立体育苗架、穴盘和补光灯。
[0020]作为优选的，所述立体育苗架包括若干层育苗架，每层所述育苗架可根据幼苗种植方式选择相应规格的穴盘，并配套设置补光灯。
[0021]作为优选的，所述储液罐设于所述立体育苗架顶端；所述分布式灌溉系统通过营养液补液管道连接所述营养液配比单元；
[0022]所述网式微型灌水子系统包括与所述穴盘规格相匹配的微型灌水毛管和微型灌水器，每个所述网式微型灌水子系统覆盖一个所述穴盘。
[0023]作为优选的，所述环境监测单元包括温湿度传感器和基质水分传感器。
[0024]作为优选的，所述营养液供给方案包括供给营养液类别、供给营养液浓度、供给时间和供给时长。
[0025]本专利技术实施例提供一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控方法，基于上述各实施例中的分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统，包括：
[0026]在每个分布式育苗单元中栽种相同种类幼苗，所述相同种类幼苗的播种时间和营养液供给方案相同；
[0027]监测各分布式育苗单元中的空气温湿度信息和基质水分信息；
[0028]基于不同分布式育苗单元预设的营养液供给方案、播种时间、空气温湿度信息和基质水分信息，生成营养液供给方案；
[0029]基于所述营养液供给方案为各所述分布式育苗单元制备营养液；
[0030]基于制备的营养液对对应的分布式育苗单元进行灌溉。
[0031]作为优选的，所述营养液供给方案包括供给营养液类别、供给营养液浓度、供给时间和供给时长。
[0032]本专利技术实施例提供一种分布式立体穴盘育苗管网布局方法，包括：
[0033]根据立体育苗间各个所述分布式育苗单元的设施蔬菜种类，设置穴盘育苗单元为果菜育苗或叶菜育苗，确定各个分布式育苗单元的供给营养液类别；相同种类幼苗分组基
于各个分布式育苗单元作物幼苗的播种时间；
[0034]通过所述分布式育苗单元的水力计算，确定分布式供液主管的管径，并根据管道选型配置相应型号叠片过滤器和配件；
[0035]通过分析计算所述分布式育苗单元的面积和幼苗需水量设置分布式灌溉系统中储液罐容积，并根据储液罐容积和补液时间计算确定营养液补充管道的进口流量，确定补充管道管径，并配置多路补液管道，各自配置相应的电磁阀和压力表配件；并分别计算不同补液管道水力损失，根据计算结果确定营养液补充单元的水泵参数；
[0036]通过分析所述分布式育苗单元数量和轮灌需求，确定反渗透水处理设备制水速率参数。
[0037]本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的分布式立体穴盘育苗水肥精准管控方法或一种分布式立体穴盘育苗管网布局方法的步骤。
[0038]本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的分布式立体穴盘育苗水肥精准管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统，其特征在于，包括环境监测单元、中央控制单元、营养液配比单元、营养液补充单元和分布式育苗单元；所述分布式育苗单元包括多个，每个所述分布式育苗单元中栽种有相同种类幼苗，所述相同种类幼苗的播种时间和营养液供给方案相同；所述环境监测单元，用于监测各分布式育苗单元中的空气温湿度信息和基质水分信息；所述中央控制单元，用于基于不同分布式育苗单元预设的营养液供给方案、播种时间、空气温湿度信息和基质水分信息，生成营养液供给方案；所述营养液配比单元，用于基于所述营养液供给方案为各所述分布式育苗单元制备营养液；所述营养液补充单元，用于基于所述营养液配比单元提供的营养液对对应的分布式育苗单元进行灌溉。2.根据权利要求1所述的分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统，其特征在于，所述营养液配比单元包括水源、反渗透水处理设备和营养液配比系统；所述水源用于提供配制营养液所需的原水；所述反渗透水处理设备用于除去原水中的离子、有机物和微生物，以得到满足营养液制备所需的纯水；所述营养液配比系统，用于基于纯水制备营养液；所述营养液配比系统包括纯水储存桶、果菜营养液配比子系统和叶菜营养液配比子系统；所述果菜营养液配比子系统和所述叶菜营养液配比子系统均包括原液桶、混液桶、营养液配比管道、流量计、吸肥电磁阀、进纯水电磁阀、传感器EC和pH传感器。3.根据权利要求1所述的分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统，其特征在于，所述分布式育苗单元包括分布式灌溉系统和立体穴盘育苗系统；所述分布式灌溉系统包括储液罐、EC传感器、叠片过滤器、电磁阀、液位传感器、分布式灌溉干管、分布式灌溉支管和网式微型灌水子系统；所述立体穴盘育苗系统包括立体育苗架、穴盘和补光灯。4.根据权利要求3所述的分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统，其特征在于，所述立体育苗架包括若干层育苗架，每层所述育苗架可根据幼苗种植方式选择相应规格的穴盘，并配套设置补光灯。5.根据权利要求3所述的分布式立体穴盘育苗水肥精准管控系统，其特征在于，所述储液罐设于所述立体育苗架顶端；所述分布式灌溉系统通过营养液补液管道连接所述营养液配比单元；所述网式微型灌水子系统包括与所述穴盘规格相匹配的微型灌水毛管和微型灌水器，每个所述网式微型灌水子系统覆盖一个所述穴盘。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：温江丽，郭文忠，贾冬冬，周波，王利春，孙维拓，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：