基于称量反馈的设施番茄灌溉系统的构建与应用

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 13; pp. 85 - 96
• Main Authors: 刘天翔, 郭文忠, 韩晓蓓, 海云瑞, 李锋, 王发香, 徐巍
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 石河子大学农学院,特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室,石河子 832003 01.07.2024; 北京市农林科学院智能装备技术研究中心,北京 100097%北京市农林科学院智能装备技术研究中心,北京 100097%宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所,银川 750002%石河子大学农学院,特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室,石河子 832003
• Subjects: irrigation systems; transpiration; 灌溉; irrigation; sensors; 番茄; weighing feedback; 蒸腾; 称量反馈; 灌溉系统; tomato; 传感器
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202401146

S274.2; 为提高设施番茄灌溉的精准性,该研究设计了一种基于称量反馈的灌溉系统,该系统包括称量反馈模块、多源信息采集传输模块、灌溉决策模块与水肥执行模块.称量反馈灌溉决策首先利用卫星定位模组获取灌溉地经纬度信息自动计算当天的日出时刻、日落时刻、日中时刻,结合椰糠条吸水特性与番茄植株日需水量变化规律,把1d自动划分为4个不同的动态灌溉阶段;根据温室内温湿度信息及排液电导率(electrical conductivity,EC)值反馈的番茄植株根部信息,制定了一般模式灌溉肥液或洗盐模式灌溉清水(或低浓度营养液).设计试验以基于辐射累积控制灌溉、定时灌溉作为对照,分别从栽培效果、灌溉效果、应用效益方面验证该灌溉系统的应用效果.结果显示使用该称量反馈灌溉系统比基于辐射累积控制灌溉系统灌溉量增加1.8％,用肥量减少7.3％,排液比降低7.9％,排液EC值降低9.3％;与定时灌溉方式相比灌溉量减少11.3％,用肥量减少20.0％,排液比降低17.9％,排液EC值降低4.9％.栽培效果显示,使用该称量反馈灌溉系统的椰糠条栽培番茄在茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量和基于辐射累积的控制灌溉相比无显著性差异(P＞0.05),但株高增加4.8％;与定时灌溉相比在株高、茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量均无显著性差异(P＞0.05).预计使用该称量反馈灌溉系统,园区15栋日光温室(1.22hm2)相比基于辐射累积控制灌溉,应用效益月节约0.276万元,与定时灌溉方式相比,园区月节约2.247万元.该系统简化了番茄植株需水量的计算过程,实现了番茄栽培水分的精准感知与按需精量灌溉.