《日光溫室封閉式栽培系統營養液調控模式研究》是依託中國農業大學，由李莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：日光溫室封閉式栽培系統營養液調控模式研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：李莉
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對日光溫室傳統土栽生產方式不可持續性問題，選擇封閉式基質和營養液調控生產方式，研究營養液的按需精量自適應調控模式，對保障蔬菜生產安全和環境安全，將具有重要的科學意義和套用前景。本課題以黃瓜為研究對象，在不同生長期開展環境因子、作物蒸騰速率和基質指標之間的相關關係的研究，建立各指標間的動態模型，並根據該模型研究在溫室小氣候環境因子、基質指標、作物蒸騰速率中一個或多個因子發生改變時，營養液各指標的最佳化調控方法和灌溉方式，調整供給時間、供給濃度、時間間隔與供給量等，進而實現營養液階段化按需自適應調控，為實現日光溫室封閉式栽培標準化生產奠定理論基礎。
結題摘要
針對日光溫室傳統土栽生產方式不可持續性問題，選擇封閉式基質和營養液調控生產方式，研究營養液的按需精量自適應調控模式，對保障蔬菜生產安全和環境安全，具有重要的科學意義和套用前景。本課題主要研究工作歸納如下：提出了一種日光溫室封閉式栽培系統的構建方法，融合基質栽培子系統、環境監控子系統和水肥一體化營養液調控及灌溉子系統於一體的日光溫室封閉式栽培系統，實現了根區與外界環境的有效隔離和營養液的循環利用。試驗結果分析表明，採用封閉式栽培模式比傳統土壤栽培在農用土地資源的科學利用、節約用水、提高產量及水肥利用效率方面均存在一定的優勢；開展環境和水肥調控及灌溉技術裝備研究，包括溫室設施環境管理和水肥一體化營養液調控及灌溉技術裝備，可對環境和營養液實行自動化調控。營養液的調控結合日光溫室環境條件和作物生長情況，以環境感知系統的監測信息為基礎，以最大程度上滿足作物生長需求為出發點確定調控目標，以EC值和pH值為依據實現營養液自動化配比，並能多種控制模式進行自動灌溉；開展基於溫度積分算法的溫室環境調控方法研究，根據作物種類和生長階段確定每一階段的期望平均溫度值，根據計算得到的溫度調節點結合當前實際溫度進行環境控制。試驗結果分析表明：該方法能有效的降低冬季加溫帶來的能量消耗，具有明顯的節能效果；基於增量式PID控制和改進Smith預估器的營養液調控方法研究，建立了營養液製備系統的二階滯後系統模型，在此基礎上利用增量式PID控制和改進的Smith預估器相結合的方法對營養液的配比進行調控；基於神經網路的營養液自適應灌溉控制方法研究，依據溫室小氣候環境的溫度、相對濕度和光輻射強度等參數構建作物蒸騰量計算模型，當模型計算的蒸騰量達到設定閾值時開啟灌溉程式，然後根據營養液灌溉量和排出量的差值得到實際蒸騰量，最後通過實際蒸騰量和模型計算蒸騰量之間的誤差作物蒸騰量計算模型進行循環訓練和修正，實現營養液的自適應灌溉控制。
