椰糠条栽培番茄的蒸腾反馈智能灌溉系统研制

作     者：王柳 丁小明 李恺 张凌风 裴庆余 尹义蕾 王春辉 侯永 潘守江 田婧 鲁少尉 Wang Liu;Ding Xiaoming;Li Kai;Zhang Lingfeng;Pei Qingyu;Yin Yilei;Wang Chunhui;Hou Yong;Pan Shoujiang;Tian Jing;Lu Shaowei

作者机构：农业农村部规划设计研究院设施农业研究所北京100125 农业农村部农业设施结构工程重点实验室北京100125 

基　　金：“十三五”国家重点研发计划“温室智能化精细生产技术与装备研发”(2017YFD0701500) 河北省重点研发计划“鲜食型口感番茄绿色生产与品质提升关键技术研究与示范”(20326901D) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2021年第37卷第8期

页      码：133-142页

摘      要：为满足番茄椰糠条栽培条件下自动精量灌溉的需要,该研究研制了一套蒸腾反馈智能灌溉系统,包括蒸腾检测组件、通信组件、决策组件和灌溉组件。蒸腾检测组件基于压力传感器测定番茄蒸腾量;决策组件基于椰糠条的持水特性和番茄蒸腾量的变化建立了灌溉精量控制模型,精确控制水泵启动和关闭,使灌溉量根据作物蒸腾量的多少变化,并根据回液量及其电导率(Electrical Conductivity,EC)值变化判断调用正常灌溉模式或淋洗模式,使椰糠条始终处于适宜的含水量范围内,保持一定的水气比,以利于番茄根系生长和吸收营养液,解决灌溉不足造成的干旱胁迫和灌溉太多造成的营养液浪费和回液处理量大的问题;通信组件用于各模块间信号的传递。以荷兰RIDDER公司研发的基于光辐射积累量控制的灌溉系统为对照,检验该蒸腾反馈智能灌溉系统的应用效果。结果表明,在番茄盛果期,该系统的灌溉量比对照增加9.4%,回液量减少18%,且回液EC值比较稳定;与定时灌溉相比,减少灌溉量32%,减少回液量57%,有更多的营养液被植物吸收利用。栽培效果显示,使用该系统灌溉的番茄产量、株高、节数与使用荷兰RIDDER公司研制的灌溉系统的没有显著差异,取得了与之相同的灌溉效果;而且,在5 000 m^(2)温室内设备设计使用年限10 a条件下,该智能灌溉系统年运行成本与之相比还降低了20.8%,并能够满足自动精量灌溉的需求。若根据基质类型不同调整灌溉控制模型参数,该系统也可应用于岩棉条栽培、混合基质盆栽等其他无土栽培的智能精量灌溉。

主 题 词：灌溉 蒸腾 传感器 无土栽培 番茄 压力传感器 椰糠条 

学科分类：082802[082802] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 09[农学] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.08.015

馆 藏 号：203103679...