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《石河子大学》 2016年
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设施番茄水肥一体化及其管理决策系统研究

杨平  
【摘要】:近年来,随着我国现代化农业技术的快速发展,人们越来越关注设施农业的发展,政府也加大了对设施农业的关注与扶持,设施农业进入了一个崭新的发展阶段。因此,设施农业水肥一体化智能管理技术将成为精准农业发展的必然趋势,这对于推动现代设施农业的实际应用也具有一定的学术价值与社会价值。本研究对番茄基质栽培水肥需求规律和设施番茄水肥一体化智能管理系统进行了研究,主要研究结果如下:1.灌溉下限和营养液浓度耦合技术在设施番茄基质栽培中的应用研究探讨了灌溉下限和营养液浓度耦合对基质栽培番茄的形态指标、生理指标、果实产量、果实品质及水分利用效率的影响。确定了本地番茄无土栽培适宜的水分灌溉下限和营养液浓度,为本地番茄高产高效栽培提供依据。试验以“中研100”番茄品种为材料,设置了0.75倍、1倍、1.25倍3个营养液浓度和和田间持水量的60%、70%、80%的3个灌溉下限的2因素试验,共9个处理。试验结果表明,净光合速率随灌溉下限的上升表现出先增加后缓慢降低;随营养液浓度的增加而增加。可溶性糖、维生素C、番茄红素及硝酸盐含量随灌溉下限的上升而降低;而随营养液浓度的增加表现出先增加后降低的规律。番茄产量随营养液浓度的增加而增加,但增加到1.18倍后再增加对产量影响不大。水分利用效率随营养液浓度增加而增加,随灌溉下限的上升而降低。所以营养液浓度不是越大越好,灌溉下限不是越高越好,只有合理的营养液浓度和灌溉下限才会有利于产量和品质的形成。经过对产量、营养液浓度、灌溉下限进行线性回归分析得出,当营养液浓度为1.18倍,灌溉下限为田间持水量75.06%时,番茄单株产量最高值为2.32 kg。综合考虑番茄基质栽培的产量、品质及水肥利用效率等因素,在不显著降低产量的情况下,确保番茄品质,确定了营养液浓度为1倍浓度和灌溉下限为田间持水量的70%时为番茄基质栽培最优水肥组合。2.基于设施番茄水肥一体化的智能化管理系统的研究在分析国内外灌溉施肥的应用情况与发展概况的基础上,对基于设施水肥一体化及智能化管理系统的研究内容进行了阐述。结合应用物联网、传感器、农业专家系统等技术提出了系统的总体架构,设计了自动控制和手动控制相结合的双控模式,实现了营养液自动灌溉控制的水肥一体化智能管理系统,此系统具有明显的数字化与智能化的特点。实现了由一个中央首部对多个温室进行控制,并实现了温室现场监控系统到中央首部ZIGBEE的无线传输与控制,还可以通过中央首部利用网络进行信息远程的分布与控制。通过进行番茄基质栽培现场试验和测试,测试结果表明,整套设备运行稳定、人机界面设置简洁明了、操作简单方便、能够满足不同层次用户,软硬件设计合理,符合精准化、智能化灌溉施肥一体化的要求。
【学位授予单位】:石河子大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S641.2;S626

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