物量產(chǎn)量具有較強(qiáng)的正相關(guān)性。
[00%] 其中，所述的作物生長(zhǎng)模型是基于植物功能-結(jié)構(gòu)模型（Gree化油）構(gòu)建得到的， 其表示為：
[0028] 其中，Q(i)為第i個(gè)生長(zhǎng)周期的生物量產(chǎn)量，E(i)為第i個(gè)生長(zhǎng)周期在該周期氣 象環(huán)境條件下作物單產(chǎn)量生產(chǎn)潛力，r和Sp為內(nèi)在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理參數(shù)，S(i)為第i個(gè)生 長(zhǎng)周期的作物總的葉面積；作物內(nèi)在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理參數(shù)r和Sp分別表示作物水利用效 率和作物的占地面積，前者取值范圍為0到1之間，后者與作物種植密度緊密相關(guān)。通常情 況下，作物水利用效率r根據(jù)收集的作物器官干重?cái)?shù)據(jù)估計(jì)出來，或者設(shè)置經(jīng)驗(yàn)值0. 45mg cm 2皿1;作物的占地面積則設(shè)為種植密度的倒數(shù)，它反映了作物自身遮擋和相鄰作物競(jìng)爭(zhēng) 的影響。
[0029] E(i)為第i個(gè)生長(zhǎng)周期在該周期氣象環(huán)境條件下作物單產(chǎn)量生產(chǎn)潛力，其值由作 物的潛在蒸散量（Potential Evapotranspiration, PET)決定，或者當(dāng)收集的氣象環(huán)境數(shù)據(jù) 為溫度、光合福射、相對(duì)濕度和風(fēng)速時(shí)，可W采用PET的簡(jiǎn)化公式FA0-24福射方法，其計(jì)算 公式為
[0031] 其中，氏為光合福射量，A為與溫度相關(guān)的蒸汽壓曲線的斜率，其取值范圍為0到 1 之間，a、b 和丫 為常數(shù)，分別設(shè)為-0. 3mm day 1、1. 065 和 2. 45kPa° C 1。
[0032] 步驟2,確定栽培作物類型，并據(jù)此設(shè)置經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)。一般情況，不同作物的需水 量是不同的，而且同一作物不同生長(zhǎng)周期對(duì)水分的需求量也不同。因此，在構(gòu)建作物生長(zhǎng)模 型之前需要確定栽培作物類型，并根據(jù)歷史栽培種植數(shù)據(jù)，設(shè)置經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)
[0033] 步驟3,根據(jù)所述步驟1得到的作物生物量產(chǎn)量和環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備得到的±壤含水 量數(shù)據(jù)，基于作物需求的需水量需求模型，計(jì)算出不同生長(zhǎng)周期作物的需水量需求；
[0034] 其中，所述作物需水量需求模型表示為：
[0036] 其中，U(i)為作物生長(zhǎng)周期i的需水量需求，(Ui)為生長(zhǎng)周期i ±壤含水量， 為±壤最大含水量，P和C分別為與作物水分吸收相關(guān)的系數(shù)，±壤含水量可由物聯(lián)網(wǎng)環(huán) 境監(jiān)測(cè)設(shè)備得到。
[0037] 步驟4,根據(jù)步驟3得到的作物的需水量需求U對(duì)作物全生育周期進(jìn)行定時(shí)定量的 精準(zhǔn)灌概。
[0038] W上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，W上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于作物需求的智能節(jié)水灌概方法，其特征在于，該方法包括W下步驟： 步驟一、根據(jù)栽培作物類型，確定作物內(nèi)在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理參數(shù)r和Sp ; 步驟二、構(gòu)建作物生長(zhǎng)周期i的生長(zhǎng)模型，根據(jù)作物內(nèi)在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理參數(shù)定量確 定作物不同生長(zhǎng)周期生物量產(chǎn)量； 步驟=、構(gòu)建作物生長(zhǎng)周期i的需水量需求模型，根據(jù)步驟二得到的作物生物量產(chǎn)量 和環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備得到的±壤含水量數(shù)據(jù)，計(jì)算出不同生長(zhǎng)周期作物的需水量需求； 步驟四，根據(jù)步驟=得到的作物的需水量需求，制定作物全生命周期的精準(zhǔn)灌概方案。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于作物需求的智能節(jié)水灌概方法，其特征在于，步驟 一中，作物內(nèi)在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理參數(shù)r和Sp分別表示作物水利用效率和作物的占地面積， 前者取值范圍為O到1之間，后者與作物種植密度緊密相關(guān)； 作物水利用效率r根據(jù)收集的作物器官干重?cái)?shù)據(jù)估計(jì)出來，或者設(shè)置經(jīng)驗(yàn)值0. 45mg cm 1; 作物的占地面積Sp則設(shè)為作物種植密度的倒數(shù)，它反映了作物自身遮擋和相鄰作物 競(jìng)爭(zhēng)的影響。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于作物需求的智能節(jié)水灌概方法，其特征在于，步驟 二中，構(gòu)建的作物生長(zhǎng)模型表示為：其中，Q(i)為第i個(gè)生長(zhǎng)周期的生物量產(chǎn)量，S(i)為第i個(gè)生長(zhǎng)周期的作物總的葉面 積，E(i)為第i個(gè)生長(zhǎng)周期在該周期氣象環(huán)境條件下作物單產(chǎn)量生產(chǎn)潛力，其值由作物的 潛在蒸散量PET決定；當(dāng)收集的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)為溫度、光合福射、相對(duì)濕度和風(fēng)速時(shí)，采用 PET的簡(jiǎn)化公式FAO-24福射方法，其計(jì)算公式為其中，Rs為光合福射量，A為與溫度相關(guān)的蒸汽壓曲線的斜率，其取值范圍為0到1之 間，a、b 和丫 為常數(shù)，分別設(shè)為-0. 3mm day 1、1. 065 和 2. 45kPa°C 1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于作物需求的智能節(jié)水灌概方法，其特征在于，步驟 S中，構(gòu)建的作物需水量需求模型為：其中，U(i)為作物生長(zhǎng)周期i的需水量需求，Q"(i)為生長(zhǎng)周期i ±壤含水量，為 ±壤最大含水量，P和C分別為與作物水分吸收相關(guān)的系數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于作物需求的智能節(jié)水灌溉方法，該方法包括以下步驟：一、根據(jù)栽培作物類型，確定作物內(nèi)在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理參數(shù)<i>r</i>和<i>Sp</i>；二、構(gòu)建作物生長(zhǎng)周期<i>i</i>的生長(zhǎng)模型，根據(jù)作物內(nèi)在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理參數(shù)定量確定作物不同生長(zhǎng)周期生物量產(chǎn)量；三、構(gòu)建作物生長(zhǎng)周期<i>i</i>的需水量需求模型，根據(jù)步驟二得到的作物生物量產(chǎn)量和環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備得到的土壤含水量數(shù)據(jù)，計(jì)算出不同生長(zhǎng)周期作物的需水量需求；四、根據(jù)步驟三得到的作物的需水量需求，制定作物全生命周期的灌溉方案。本方法基于作物自身的生長(zhǎng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行灌溉方案的制定，可用于灌溉受限的盆栽裝置，為智能農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備的自動(dòng)開關(guān)控制提供技術(shù)支持，達(dá)到最大化水分利用效率的目的。
【IPC分類】G06F19/00, A01G25/00
【公開號(hào)】CN105494033
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510727518
【發(fā)明人】范興容, 康孟珍, 華凈, 王秀娟, 王浩宇, 王飛躍
【申請(qǐng)人】青島智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日