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基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆

花匠小妙招
2024-11-11 23:47

基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆

本发明涉及水肥智能调控的马铃薯盆栽，具体为基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆。

背景技术：

1、

2、水分是影响作物生长的一个主要环境因素，而肥料对于促进马铃薯生长有很大的作用。目前，生产上为了最求高产而采用大水大肥，不仅造成水肥的严重浪费，同时造成一系列土壤及环境污染问题，如土壤逐渐酸化、大气中温室气体升高、酸雨过多、地下水被污染等，这样不仅使生产成本上升、资源造成浪费、土壤肥力下降和肥料残留量超标等，同时损害了生态环境，也阻碍了马铃薯种植业的可持续发展；

3、高投入和高回报并不是正比关系，高产高效生产与水肥的高效利用密切相关。面对水资源贫乏，而马铃薯生产上水肥高效利用综合配套技术应用乏力，不能根据每个马铃薯品种生长的需水规律和需肥规律合理灌溉施肥，水肥无法真正结合，导致水肥利用效率低，产量和品质都上不来，而生产成本却不断攀升等一系列问题，开展马铃薯品种水肥耦合试验，对每一个马铃薯品种进行不同水平的水肥调控，筛选出品种的最佳水肥配比，是提高品种的产量及品质的重要途径，还可实现水肥资源的高效利用。

4、为此，我们提出基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，以解决上述背景技术中提出马铃薯盆栽试验过程中水肥无法精准化调控的问题；

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，包括放置壳和放置箱，所述放置壳内滑动连接有放置箱，所述放置壳的一侧通过螺栓固定有调节箱，且调节箱内安装有电机，所述电机的输出端固定有转轴，且转轴的一端通过轴承与调节箱的一侧内壁活动连接，所述转轴上均匀套设固定有转盘，且位于转盘的两侧对称活动连接有转动杆；

4、所述调节箱内均匀安装有放液机构，所述放液机构包括放液罩、连通管和注射筒，所述放液罩内开设有异形槽，所述异形槽内滑动连接有抵柱，所述抵柱的一端贯穿放液罩顶部并通过轴承与一个所述转动杆的一端活动连接，所述放液罩的一侧连通有连通管，所述连通管的外壁安装有单向阀，所述连通管的外壁连接有注射筒，且注射筒内滑动连接有推柱，所述推柱的一端贯穿注射筒并通过点焊固定有连接杆，所述连通管的一端连通有混合箱；

5、所述连接杆上开设有滑道，一个所述转动杆的一端通过轴承与连接杆的顶部一侧活动连接，所述连接杆的一侧均匀滑动连接有磁铁柱，且磁铁柱的一端贯穿连接杆的一侧并延伸至滑道内，所述连接杆的一侧安装有调节器，且调节器的一侧内壁均匀固定有电磁铁，所述调节器的一侧安装有继电器；

6、所述调节器用于对应电磁铁与磁铁柱靠近端极性的调节，并将对应电磁铁与磁铁柱变化值定义为反馈信号值。

7、进一步的，所述转盘的一侧且位于转轴上套设固定有第一齿轮，所述调节箱的顶部均匀安装有放液筒，且放液筒内安装有搅拌柱，所述搅拌柱的一端贯穿放液筒与调节箱的一侧并通过点焊固定有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合连接，所述放液筒的一侧连通有导液管，且导液管的一端贯穿调节箱一侧并与放液罩的一侧相连通。

8、进一步的，所述放置箱的两侧内壁均匀安装有弧面板，且弧面板内均匀安装有监测器，所述弧面板上均匀安装有分液管。

9、进一步的，所述调节箱内安装有水泵，所述水泵的进水端与混合箱的底部相连通，所述水泵的出水端与分液管一端相连通。

10、进一步的，所述调节箱的一侧通过合页转动连接有箱门，所述调节箱的一侧安装有控制器。

11、进一步的，所述监测器包括湿度监测单元、温度监测单元和土壤肥料监测单元；

12、其中，湿度监测单元用于监测放置箱内培养马铃薯的土壤湿度值，温度监测单元用于测量外界温度值与放置箱内培养马铃薯的土壤温度差值，土壤肥料监测单元用于测量培养马铃薯的土壤中速效氮、速效磷、有效钾和有机质单位时间内的变化量值，用于测量培养马铃薯的土壤中ph值及含盐量，用于测量添加的化肥液体中速效氮、速效磷和有效钾的含量，用于将采集到的培养马铃薯土壤中速效氮、速效磷、有效钾和有机质单位时间内变化量值和ph值及含盐量、培养马铃薯的土壤湿度值、外界温度值与放置箱内培养马铃薯的土壤温度差值发送至控制器中；

13、所述控制器内设置有计算模块、数据存储模块、无线收发模块和报警单元；

14、数据存储模块用于测量参试马铃薯生长各时期土壤中速效氮、速效磷、有效钾和有机质变化量值，并将参试马铃薯生长各时期土壤中速效氮、速效磷、有效钾和有机质变化量值定义为预设变化量值，对参试马铃薯生长期间，所需正常土壤ph值及含盐量值、土壤湿度值和外界温度值与放置箱内培养马铃薯的土壤温度差值的存储，并将参试马铃薯所需正常土壤ph值及含盐量值、土壤湿度值和外界温度值与放置箱内培养马铃薯的土壤温度差值定义为常态值；

15、计算模块用于对参试马铃薯土壤中速效氮、速效磷、有效钾和有机质单位时间内变化量值与预设变化量值的比较，并生成速效氮、速效磷、有效钾和有机质对应调质值，用于对测量的土壤ph值及含盐量值、土壤湿度值和外界温度值与放置箱内培养马铃薯的土壤温度差值与常态值的比较，并生成对应调节值，并将对应调质值和对应调节值反馈至控制器中，

16、所述无线收发模块用于对应调质值的发送与反馈信号值的接收，报警单元用于对对应调节值的报警。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本发明中，通过监测器对放置箱中马铃薯种植土壤中速效氮、速效磷、有效钾、ph值及含盐量值、湿度和温度的监测，并将采集到的信号与控制器中数据存储模块进行对比处理，并生成对应的处理信号，并及时反馈至调节器中，整体对马铃薯种植环境的监测，依据土壤监测单元采集到的土壤中水分含量、土壤温度、ph值、含盐量、速效氮、速效磷、有效钾和有机质含量等数据，进行相关数据分析处理，计算参试马铃薯材料水分、肥料利用率等数据。依据土壤水分、土壤肥料监测单元采集到的土壤中速效氮、速效磷、有效钾和有机质变化量值，及时通过调节器控制整个磁铁柱与连接杆上滑道的接触，来控制推柱压入到混合箱中氮磷钾肥料溶剂的量，按照试验方案进行精准、定量浇水、施肥。同时，放置壳可以取出，对放置壳内的马铃薯植株进行清洗，对马铃薯植株的干物质含量变化动态进行相关研究。

技术特征：

1.基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，包括放置壳(1)和放置箱(2)，所述放置壳(1)内滑动连接有放置箱(2)，其特征在于：所述放置壳(1)的一侧通过螺栓固定有调节箱(5)，且调节箱(5)内安装有电机(6)，所述电机(6)的输出端固定有转轴(10)，且转轴(10)的一端通过轴承与调节箱(5)的一侧内壁活动连接，所述转轴(10)上均匀套设固定有转盘(11)，且位于转盘(11)的两侧对称活动连接有转动杆(13)；

2.根据权利要求1所述的基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，其特征在于：所述转盘(11)的一侧且位于转轴(10)上套设固定有第一齿轮(12)，所述调节箱(5)的顶部均匀安装有放液筒(9)，且放液筒(9)内安装有搅拌柱(23)，所述搅拌柱(23)的一端贯穿放液筒(9)与调节箱(5)的一侧并通过点焊固定有第二齿轮(22)，所述第二齿轮(22)与第一齿轮(12)啮合连接，所述放液筒(9)的一侧连通有导液管(21)，且导液管(21)的一端贯穿调节箱(5)一侧并与放液罩(141)的一侧相连通。

3.根据权利要求2所述的基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，其特征在于：所述放置箱(2)的两侧内壁均匀安装有弧面板(3)，且弧面板(3)内均匀安装有监测器(4)，所述弧面板(3)上均匀安装有分液管(26)。

4.根据权利要求3所述的基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，其特征在于：所述调节箱(5)内安装有水泵(25)，所述水泵(25)的进水端与混合箱(24)的底部相连通，所述水泵(25)的出水端与分液管(26)一端相连通。

5.根据权利要求4所述的基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，其特征在于：所述调节箱(5)的一侧通过合页转动连接有箱门(7)，所述调节箱(5)的一侧安装有控制器(8)。

6.根据权利要求3所述的基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，其特征在于：

技术总结
本发明公开了基于水肥智能调控的马铃薯盆栽试验栽培盆，涉及水肥智能调控的马铃薯盆栽技术领域，包括放置壳和放置箱；本发明通过监测器对放置箱中马铃薯种植土壤中速效氮、速效磷、有效钾、PH值及含盐量值、湿度和温度的监测，并将采集到的信号与控制器中数据存储模块进行对比处理，依据土壤监测单元采集到的土壤中水分含量、土壤温度、PH值、含盐量、速效氮、速效磷、有效钾和有机质含量等数据，进行相关数据分析处理，计算参试马铃薯材料水分、肥料利用率等数据，按照试验方案进行精准、定量浇水、施肥。同时放置壳可以取出，对放置壳内的马铃薯植株进行清洗，对马铃薯植株的干物质含量变化动态进行相关研究。

技术研发人员：冯琰,罗亚婷,祁利潘,王磊,王宽,吴桂丽,尹江,王燕,李越,刘畅,田再民,纪艺红
受保护的技术使用者：河北北方学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13