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一种数字化精准育苗系统的制作方法

花匠小妙招
2024-11-09 07:29

一种数字化精准育苗系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及植物育苗领域，具体涉及一种数字化精准育苗系统。
【背景技术】
[0002] 现代设施农业起源于20世纪50年代，是现代科学理论与技术发展的产物。现代设施农业的基本理论是19世纪德国科学家提出的植物"矿质营养学说"。1842年J. von李比希在美国科学促进会上作题为"化学应用于农业及生理学"的报告。此后植物营养的矿质学说逐渐为人们所接受。约在1851~1856年，J. 一 B.布森戈用砂培法研宄植物的矿质营养，1699年R.B.伍德沃德用水培法研宄过薄荷属植物的营养。J. von萨克斯于1860 年，W.克诺普于1861奠定了近代的水培技术。现代设施农业的另外一项基础技术是1949 年美国科学家F. W. Went提出了人工模拟生态环境的理念。从此，人们对于现代设施农业的探索与追求日趋强烈。
[0003] 发展高效的现代设施农业对于我国的重要性和必要性是不言而喻的，不用赘言。但是，我国现代设施农业的起步较晚，我国现代设施农业应用最广泛的产业是烟草育苗、花丼苗木培育、蔬菜种植、水稻育秧、玉米育苗等。应该说大棚、温室、植物工厂等农业设施的推广应用对我国当前的农业稳定发展的贡献是至关重要的。
[0004] 但现代设施农业几十年来的运用过程中始终面临一些关键的技术瓶颈。例如，烟草育苗大棚、烟草育苗工厂的规格及相应配置是当前设施农业领域里水平最高的，包括温度调节、湿度调节、光照调节、营养调节，但因此而来的烟草育苗效果还并不让烟草种植户满意。我国现行的烟草大棚（育苗工厂）采用漂浮育苗方式，其管理繁琐、工序多、用工多；光、温、湿、肥等烟草生长要素受各种客观变量影响显著，调控难度大；出苗不整齐，需要多次间苗补苗；生育期变动幅度大，不易控制移栽期；炼苗操作繁琐，不易调控，有时还会损伤烟苗；尤其是烟苗质量方面，烟苗根系不够发达、茎干纤细、整齐度不高；病害危害率较高；移栽后还苗期过长。
[0005] 大棚、温室、植物工厂培育花丼的主要问题是不能正常出苗、成苗，经常出现苗木枯萎，苗木畸形等现象。造成这些现象的根本原因主要是，1)、农业专家系统不健全，基础数据库不完整，缺乏全方位的完整的技术集成。2)、农事决策系统的决策模型科学性、代表性、逻辑性不充分。没有针对特定植物品种的影响植物生长发育的水肥气热光等因素的植物营养和生理机理进行综合分析，忽略了水肥气热光等因素的平衡协调机理，往往注重单因素控制，不能保证各因素协调统一于植物的适宜生长发育环境的需求；对单项技术的把握与运用不灵活，没有准确把握影响植物生长发育的水肥气热光等因素的各自的一般作用机理和运行规律，不能确立科学的灵活的控制参数，不能灵活运用各单项技术。3)、功能部件配套不合理，导致功效降低甚至功能丧失。4)、控制不精准。因为设施设备缺陷或智能化程度不足或农事决策系统决策粗陋，导致农事操作不及时、不到位。
[0006] 贵州省烟草科学院在专利申请CN201310375234. X中公开一种烤烟立体气雾育苗方法，该育苗方法包括以下步骤：（1)制作栽培池；（2)制作育苗支架；（3)制作栽培板；(4) 播种；（5)制作贮液池；(6)配制营养液；(7)设置雾化循环系统；(8)苗床管理。该育苗方法温度和湿度容易控制，自动化控制率高，能节约用水，提高肥水利用效率，在干旱地区推广能有效降低成本；吸肥力强，烟苗生长快，素质好；不需要补光措施，较多层育苗降低育苗成本。该立体气雾育苗设施同时适用于蔬菜、花丼等作物种植，大大提高育苗大棚综合利用效率，有效提尚收入。
[0007] 但该方法中依然仅涉及对育苗的温度和湿度等基本参数进行调控，而并不涉及对水、气、肥、光等影响育苗的重要因素进行干预和调控。因此，本领域需要一种数字化精准育苗系统，以对植物的气雾育苗涉及的温（温度）、湿（湿度）、水（喷雾周期）、气（氧气和 CO2)、肥（无机盐、pH值）、光（叶面光照强度）等影响植物育苗和生长的关键因素进行全面的自动调控。【实用新型内容】
[0008] 因此，本实用新型提供一种数字化精准育苗系统，所述育苗系统能对植物的气雾育苗涉及的温、湿、水、气、肥、光等影响植物育苗和生长的关键因素进行全面的自动调控。
[0009] 所述育苗系统包括位于大棚内的气雾育苗装置，所述气雾育苗装置包括位于地面上的蓄液池、位于蓄液池上方的支撑件、位于支撑件上的育苗盘、位于育苗盘内的基质，且所述蓄液池、支撑件、育苗盘和基质共同形成一个中空且不透光的气雾室；所述蓄液池中盛装有营养液，且在所述营养液中设置有液位计、溶解氧传感器、PH计、EC计和温度传感器；
[0010] 所述气雾室中含有用于将营养液变成气雾的雾化喷嘴、CO2测定仪和温湿度传感器，所述营养液在泵的作用下传递至雾化喷嘴后形成气雾，且在营养液从蓄液池至雾化喷嘴的管道上设置有用于对营养液加热的加热装置；
[0011] 所述气雾室外的大棚中含有营养原液容器、清水容器、泵、清水喷嘴、植物补光灯、温湿度传感器、CO 2测定仪、光照强度计；所述营养原液容器和清水容器通过计量泵和管道向蓄液池中补加营养液，且清水从清水容器中经管道和泵的作用下从位于育苗盘上方的清水喷嘴中向下喷洒，所述植物补光灯和所述光照强度计均位于育苗盘上方；
[0012] 所述气雾室的支撑件上含有用于对气雾室内作气体交换的风机。
[0013] 本实用新型中，所述大棚指传统意义上的大棚、温室、植物工厂（玻璃房、厂房）等农业设施，本文将这些设施统称为大棚，大棚具有良好的密封性和保温性，且大棚的顶盖透光。本领域技术人员容易理解的，本实用新型中的温湿度传感器可以是一体设置的温湿度传感器，也可以是单独的温度传感器和湿度传感器。
[0014] 在一种具体的实施方式中，所述支撑件包括底座和支架，所述营养原液容器包括A 液容器、B液容器和C液容器。所述A液容器3、B液容器4和C液容器5例如可分别为用于盛装酸液和碱液（用于调节营养液的pH值）以及用于盛装无机盐溶液的容器。
[0015] 在一种具体的实施方式中，所述营养液经过滤装置后在泵的作用下传递至雾化喷嘴，所述过滤装置从外至内包括第一滤芯和第二滤芯，且所述过滤装置设置在蓄液池的凹槽中。
[0016] 在一种具体的实施方式中，使用控制器连接所述营养原液容器连通的计量泵、清水容器连通的计量泵、液位计、溶解氧传感器、pH计、EC计、温度传感器、温湿度传感器、加热装置、泵、风机、植物补光灯、〇) 2测定仪和光照强度计。
[0017] 优选地，在营养液从蓄液池至雾化喷嘴的管道上还设置有水压调节器，且所述水压调节器与控制器连接。
[0018] 在一种具体的实施方式中，所述大棚顶壁内侧或外侧设置有遮阳网，所述大棚上含有用于大棚内外气体交换的风机，且所述风机与控制器连接。
[0019] 在一种具体的实施方式中，所述控制器上还连接有监控终端。
[0020] 在一种具体的实施方式中，还在所述基质中设置有温湿度传感器，且该温湿度传感器与控制器连接。
[0021] 在一种具体的实施方式中，还在所述大棚外设置有温湿度传感器，且该温湿度传感器与控制器连接。
[0022] 在一种具体的实施方式中，所述数字化精准育苗系统为用于烟草的育苗系统。
[0023] 本实用新型的工作原理是：（1)通过感应器分别感知各生长发育环境因子水平，并把感知的信息数字化；（2)信息传输给计算机；（3)计算机对数据进行处理，并作出决策； (4)计算机对终端设备实施运行指挥，实现对相应的生长发育环境因子进行调节与控制。
[0024] 该实用新型的农事决策系统可以以农业专家系统为依据，再结合用户的种植品种、种植季节、种植环境、种植目标要求等因素，为用户提供最优模拟与控制模块；用户可以根据实际需要及客观条件自行选择适宜的模拟与控制模块。该实用新型可以实现人们超越自然季节进行农业种植的愿望，随时可以进行种植；植物始终处在最优越的生长发育环境中，从而缩短作物生产周期、显著提高作物产量、改善作物品质；节水、节肥，且基本不施用农药；可以显著降低大棚的种植管理成本。
[0025] 本实用新型的信息数字化系统包含信