本發(fā)明涉及精準(zhǔn)化灌溉確定施肥量領(lǐng)域，具體為一種利用檢測施肥溶液及土壤中EC值確定植物施肥量的方法。

背景技術(shù)：
通過精確確定施肥量實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉施肥技術(shù)是隨著1974年從墨西哥引進(jìn)滴灌技術(shù)開始的。在引進(jìn)、消化國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)眾多科研院所和企業(yè)進(jìn)行了相關(guān)實驗研究，取得了不少的成果和經(jīng)驗，但多數(shù)研究偏重于學(xué)術(shù)方面，運用于田間的較少。中國發(fā)明專利申請(公開號CN103918528A)提供一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法及裝置，通過實時檢測肥液EC值與肥液EC理論值進(jìn)行對比，控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥量。其不足之處在于，缺少根部土壤EC值技術(shù)參數(shù)，數(shù)據(jù)計算過程中誤差較大。灌溉施肥智能化技術(shù)已成為現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計一種精確計算施肥量的方法，自動控制灌溉施肥系統(tǒng)，有助于提高肥料和水的利用效率，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種利用檢測施肥溶液及土壤中EC值確定植物施肥量的方法，通過兩個EC傳感器，并在溫度、張力、酸堿度傳感器的輔助作用下，對施肥液及土壤EC值進(jìn)行即時信號反饋，通過比例常數(shù)轉(zhuǎn)換，最終計算出施肥量，進(jìn)而能夠給出合理的施肥方案。本發(fā)明的技術(shù)方案是，該方法對被控制對象：施肥溶液及土壤中EC值進(jìn)行實時監(jiān)測，將每次檢測的數(shù)據(jù)經(jīng)過比例常數(shù)變換，轉(zhuǎn)換成溶液肥量及植物根部土壤肥含量，兩者數(shù)據(jù)的差值即為施肥量。進(jìn)一步的：通過施肥溶液EC傳感器和植物根部土壤EC傳感器分別測定施肥溶液EC值和土壤EC值。進(jìn)一步的：施肥溶液EC值與肥量比例常數(shù)為Ka，土壤EC值與肥量比例常數(shù)為Kb。進(jìn)一步的：在一定溫度、張力、酸堿度范圍內(nèi)，將施肥溶液和土壤中EC值作為計算施肥量的指標(biāo)，達(dá)到與根系直接對話的目的。進(jìn)一步的：在溫度18～28℃、張力0.00～0.85巴、酸堿度pH＝6～6.5的范圍內(nèi)，通過公式計算得出在一段時間內(nèi)的施肥量。進(jìn)一步的：一段時間內(nèi)傳感器每60～900秒記錄一組數(shù)據(jù)，傳感器記錄次數(shù)為n，計算一段時間內(nèi)的施肥量為n組測定數(shù)據(jù)經(jīng)公式轉(zhuǎn)換后的總和。進(jìn)一步的，所述公式如下：X＝(Ka×ECa1-Kb×ECb1)+……+(Ka×ECai-Kb×ECbi)+……+(Ka×ECan-Kb×ECbn)X：施肥量，kg；當(dāng)X值≤1×10-4，施肥機不啟動，當(dāng)次X值按0計算；Ka：施肥溶液EC值與肥量的比例常數(shù)；Kb：土壤EC值與肥量的比例常數(shù)；ECai：第i次測定的施肥溶液EC值，mS/cm；ECbi：第i次測定的土壤EC值，mS/cm；n：一段時間傳感器記錄次數(shù)。本發(fā)明的設(shè)計思想如下：EC值是液體肥料或種植介質(zhì)肥量的一個指標(biāo)，通常肥液濃度越大，EC值越高。作物在生長的不同時期所需理論肥量是固定的，滴灌系統(tǒng)啟動施肥程序前，按照設(shè)定的理論肥量值配置肥溶液，隨著施肥的進(jìn)行，肥液濃度在不斷變化，因此，EC值也隨之變化。本發(fā)明在溫度、土壤張力、pH值等傳感器輔助作用下，將EC傳感器即時檢測值利用比例常數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將兩部分EC值分別轉(zhuǎn)換成溶液肥量及植物根部土壤肥含量，上述肥量差值為即時施肥量，確定一定時間內(nèi)的施肥量，需要將每次測定的即時施肥量求和，將求和公式通過合并同類項處理，轉(zhuǎn)變成最終施肥量。本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：本發(fā)明可以實現(xiàn)實時檢測施肥溶液及土壤的EC值，兩參數(shù)共同作用高效準(zhǔn)確地確定施肥量，能夠準(zhǔn)確控制滿足植物生長要求的最佳施肥量，大幅度提高肥料和水的利用效率，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，還減少了田間管理作業(yè)的時間，有效地減輕了土壤和環(huán)境污染。附圖說明圖1為本發(fā)明利用檢測施肥溶液及土壤中EC值確定植物施肥量的流程圖。具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明利用檢測施肥溶液及土壤中EC值確定植物施肥量的流程如下：通過施肥溶液EC傳感器和土壤EC傳感器，在溫度及酸堿度等傳感器的輔助作用下，分別對施肥溶液和土壤EC值進(jìn)行即時信號反饋，并在處理器中通過比例常數(shù)換算成各自的肥量，根據(jù)公式計算施肥量。該方法能夠有效地對被控制對象，即施肥溶液及土壤中EC值進(jìn)行實時監(jiān)測，將檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行比例轉(zhuǎn)換，經(jīng)過比例常數(shù)變換，轉(zhuǎn)換成溶液肥量及植物根部土壤肥含量，兩者數(shù)據(jù)的差值即為施肥量。相關(guān)術(shù)語解釋如下：EC傳感器中的EC(ElectricalConductivity的縮寫)值為電導(dǎo)率，EC值可以用來測量作物根際的可溶性離子濃度。EC值的單位用mS/cm，測量溫度通常為25℃，正常的EC值范圍在1～4mS/cm之間。下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例1本實施例在同一土壤介質(zhì)中種植玉米，施肥溶液及玉米根部分別插入EC傳感器，相應(yīng)位置放置其它輔助傳感器，在一定溫度、張力和酸堿度范圍內(nèi)，將施肥溶液和土壤中EC值作為計算施肥量的指標(biāo)，達(dá)到與根系施肥量的直接對話的目的。在一段時間內(nèi)，采用常規(guī)的智能滴灌系統(tǒng)傳感器每間隔600秒記錄一組數(shù)據(jù)，傳感器記錄次數(shù)為n，智能滴灌系統(tǒng)的控制器將即時檢測到的數(shù)值求和后通過比例常數(shù)轉(zhuǎn)換，兩者的差值為該段時間內(nèi)每個滴頭的總施肥量。在一定溫度(18～28℃)、張力0.00～0.85巴、酸堿度pH＝6～6.5、含氧量10.35～20.03％(體積百分比)范圍內(nèi)，通過施肥溶液EC傳感器和植物根部土壤EC傳感器分別測定施肥溶液及土壤的EC值，最后通過如下公式計算得出在一段時間內(nèi)每個滴頭的總施肥量。X＝(Ka×ECa1-Kb×ECb1)+……+(Ka×ECai-Kb×ECbi)+……+(Ka×ECan-Kb×ECbn)X：施肥量(kg)；Ka：施肥溶液EC值與肥量的比例常數(shù)，經(jīng)試驗驗證獲得經(jīng)驗值，Ka＝0.95×10-3；Kb：土壤EC值與肥量的比例常數(shù)，經(jīng)試驗驗證獲得經(jīng)驗值，Kb＝1.1×10-3；ECai：第i次測定的施肥溶液EC值(mS/cm)，當(dāng)溫度為20℃、張力為0.85巴、含氧量為15.35％、pH值為6時，傳感器測得的肥溶液的EC值分別為2.35mS/cm、2.35mS/cm、2.35mS/cm、2.35mS/cm、2.35mS/cm、2.35mS/cm；ECbi：第i次測定的土壤EC值(mS/cm)，當(dāng)溫度為20℃、張力為0.85巴、含氧量為15.35％、pH值為6時，傳感器測得的土壤EC值分別為1.90mS/cm、2.02mS/cm、1.95mS/cm、2.04mS/cm、1.91mS/cm、2.03mS/cm；n：一段時間傳感器記錄次數(shù)，本實施例為6次。該施肥量為6組測定數(shù)據(jù)經(jīng)公式轉(zhuǎn)換后的總和(當(dāng)X值≤1×10-4，施肥機不啟動，當(dāng)次X值按0計算)，一段時間內(nèi)共施肥3次，通過公式最終得出一段時間每個滴頭總施肥量。本實施例中，經(jīng)過公式計算得X＝0.00036kg。實施例結(jié)果表明，本發(fā)明方法通過使用EC傳感器即時獲取施肥溶液及土壤的EC值，利用各自比例常數(shù)將EC值換算成對應(yīng)的肥量，兩者數(shù)據(jù)的差值確定施肥量。本發(fā)明有利于智能滴灌系統(tǒng)精準(zhǔn)控制施肥量，大幅度提高肥料和水的利用效率，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。