本發(fā)明涉及作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法，屬于溫室控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著大棚種植的發(fā)展，通過溫室大棚種植作物越來普遍。溫室大棚的主要用途是一種可以改變作物生長環(huán)境，根據(jù)作物生長的最佳生長條件，調(diào)節(jié)溫室氣候使之一年四季滿足作物生長需要，不受氣候和土壤條件的影響，能夠避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?，并且能在有限的土地上周年地生產(chǎn)各種不同的蔬菜、鮮花等反季節(jié)作物的一種溫室設(shè)施。

但是溫室大棚內(nèi)的作物，在不同的生長階段所需的生成環(huán)境是不同的，例如在作物的發(fā)芽期、幼苗期、開花期和結(jié)果期，對溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度及二氧化碳濃度等的需求都不同。因此，現(xiàn)有溫室系統(tǒng)在作物不同生長階段，需要種植專家根據(jù)作物的每個(gè)生長階段，手動(dòng)調(diào)整溫室的溫度、濕度和光照的環(huán)境等環(huán)境參數(shù)，從而保證作物在適宜的環(huán)境中良好生長。但是這種方式在作物的不同生長階段，都需要人工干預(yù)來保證系統(tǒng)功能正常，只實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化。另外，傳統(tǒng)的溫室控制系統(tǒng)通常采用單因子控制，控制方式相對簡單，但忽視了環(huán)境因子間的相互作用，調(diào)節(jié)某一環(huán)境因子時(shí)不考慮其他因子的變化和影響。如控制溫度時(shí)不考慮濕度變化對溫度的影響，并且一般只控制單個(gè)溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，不考慮其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作對溫度的影響，這樣單因子控制難以保證多輸入多輸出的溫室大棚控制系統(tǒng)有良好的控制效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法，通過通過設(shè)定期望的作物產(chǎn)量、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值反推出作物生長發(fā)育過程中各階段所需的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)和園藝操作要求，并以記錄的番茄植株數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)和采集的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)，通過反饋迭代學(xué)習(xí)控制算法持續(xù)優(yōu)化作物調(diào)控模型，使整個(gè)作物調(diào)控系統(tǒng)閉環(huán)自治正向優(yōu)化運(yùn)行。

本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法，包括下列步驟：

步驟一：根據(jù)作物內(nèi)在生長發(fā)育的機(jī)理參數(shù)的要求和作物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)及品質(zhì)需求，確定溫室環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素隨作物不同的生長階段變化的互作定量模型，以及不同生長階段的植保園藝定性模型，并基于互作定量模型和植保園藝定型模型構(gòu)建控制器；

步驟二：采集溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)和收集植保過程數(shù)據(jù)，并將溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)和收集到的植保過程數(shù)據(jù)輸入給控制器；

步驟三：基于步驟一中構(gòu)建的互作定量模型及植保園藝定性模型和步驟二中的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)，控制器發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)溫室設(shè)施裝備或植保人員調(diào)控溫室環(huán)境因子或園藝操作；

步驟四：控制器根據(jù)生產(chǎn)過程中采集的數(shù)據(jù)和信息持續(xù)調(diào)整優(yōu)化步驟一中的互作定量模型和植保園藝定性模型，進(jìn)一步應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，并迭代反饋，形成閉環(huán)的種植大系統(tǒng)。

本發(fā)明把封閉溫室種植的作物、各溫室內(nèi)環(huán)境因子、溫室設(shè)施裝備和植保人員看作一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的種植大系統(tǒng)，把整個(gè)種植過程看作該大系統(tǒng)的過程控制，其控制器是基于互作定量模型和植保園藝定型模型構(gòu)建，溫室環(huán)境因子和植保過程數(shù)據(jù)由各溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組或溫室外環(huán)境氣象站采集，并將溫室環(huán)境因子和植保過程數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)控制器的輸入，控制器發(fā)出指令以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)溫室設(shè)施裝備和植保人員，控制器基于互作定量模型和植保園藝定型模型，可根據(jù)生產(chǎn)過程中的采集到的數(shù)據(jù)和信息持續(xù)調(diào)整優(yōu)化。

進(jìn)一步地，步驟一中的機(jī)理參數(shù)包括有效積溫、發(fā)育歷期、生物學(xué)起點(diǎn)溫度、生物學(xué)上限溫度、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)、二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)、二氧化碳飽和點(diǎn)、二氧化碳濃度和礦質(zhì)營養(yǎng)元素。

進(jìn)一步地，步驟一中的經(jīng)濟(jì)需求是使作物以合適的上市時(shí)間，得到最大化的商業(yè)價(jià)值和利潤。

進(jìn)一步地，步驟二中采集溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)通過溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組和溫室外環(huán)境氣象站采集。

進(jìn)一步地，所述溫室環(huán)境因子包括溫室內(nèi)環(huán)境因子和溫室外環(huán)境因子，溫室內(nèi)環(huán)境因子和溫室外環(huán)境因子分別通過溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組和溫室外環(huán)境氣象站采集；溫室內(nèi)環(huán)境因子包括空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、土壤ec值和土壤ph值，溫室外環(huán)境因子包括空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、降雨雪量、風(fēng)力和風(fēng)向。

進(jìn)一步地，所述溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組包括空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、二氧化碳傳感器、土壤ec計(jì)、ph傳感器。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明所述的作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法，設(shè)置有上位機(jī)、控制器、溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組、溫室外環(huán)境氣象站和溫室設(shè)施裝備，解決了現(xiàn)有各溫室設(shè)施裝備基于單一因子的調(diào)控及條塊化運(yùn)作的孤立離散方式，溫室各環(huán)境因子是關(guān)聯(lián)的，相互作用的，但目前在調(diào)控環(huán)境因子時(shí)，往往是以孤立的方式單一調(diào)整，忽視了對其他因子的相關(guān)調(diào)整，本發(fā)明解決了各溫室環(huán)境因子間和各礦質(zhì)營養(yǎng)元素間調(diào)控失衡的問題，同時(shí)解決了單一因子調(diào)控存在的無整體指導(dǎo)原則和缺乏系統(tǒng)層面的種植精細(xì)運(yùn)行模式的問題；

(2)本發(fā)明所述的作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法，解決了農(nóng)業(yè)專家經(jīng)驗(yàn)技術(shù)幫帶傳帶來的隱性知識(shí)難推廣和傳播、學(xué)習(xí)困難、難掌握和應(yīng)用的問題；以及農(nóng)業(yè)作物科研成果復(fù)雜，理論性強(qiáng)，應(yīng)用集中在學(xué)術(shù)、政府層面，難落地到廣大種植者的問題；

(3)本發(fā)明所述的作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法，通過反用tomsim模型，設(shè)定期望的作物產(chǎn)量、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值反推出作物生長發(fā)育過程中各階段所需的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)和園藝操作要求，并以記錄的番茄植株數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)和采集的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)，通過反饋迭代學(xué)習(xí)控制算法持續(xù)優(yōu)化作物調(diào)控模型，使整個(gè)作物調(diào)控系統(tǒng)閉環(huán)自治正向優(yōu)化運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理圖之一。

圖2是本發(fā)明的原理圖之二。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明白，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例，對本發(fā)明提出的作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明所述的一種作物調(diào)控模型驅(qū)動(dòng)的智慧溫室系統(tǒng)調(diào)控方法，包括下列步驟：

步驟一：根據(jù)作物內(nèi)在生長發(fā)育的機(jī)理參數(shù)的要求和作物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)及品質(zhì)需求，確定溫室環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素隨作物不同的生長階段變化的互作定量模型，以及不同生長階段的植保園藝定性模型，并基于互作定量模型和植保園藝定型模型構(gòu)建控制器；

其中：互作定量模型和園藝定性模型統(tǒng)稱為作物調(diào)控模型，機(jī)理參數(shù)包括有效積溫、發(fā)育歷期、生物學(xué)起點(diǎn)溫度、生物學(xué)上限溫度、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)、二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)、二氧化碳飽和點(diǎn)、二氧化碳濃度和礦質(zhì)營養(yǎng)元素元素，經(jīng)濟(jì)需求是使作物以合適的上市時(shí)間，得到最大化的商業(yè)價(jià)值和利潤，作物整個(gè)生長期內(nèi)所必需的十六種礦質(zhì)營養(yǎng)元素分別是碳(c)、氫(h)、氧(o)、氮(n)、磷(p)、鉀(k)、鈣(ca)、鎂(mg)、硫(s)、鐵(fe)、錳(mn)、鋅(zn)、銅(cu)、鉬(mo)、硼(b)、氯(cl)；

互作定量模型根據(jù)各作物特性(也就是作物內(nèi)在的機(jī)理參數(shù))來相應(yīng)地確定該作物生長時(shí)所處溫室的環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素的所需值的適宜范圍，互作定量模型構(gòu)建步驟包括：(1)選取作物生長模型(如積溫模型—通過積溫計(jì)算作物的生長期),概要化該模型(也就是簡化并凸現(xiàn)關(guān)鍵模型的因子變量)，(2)離散數(shù)字化該模型(例如，積溫模型中，分段離散化溫度變量，及對應(yīng)的每個(gè)作物生育階段的生長期)，(3)根據(jù)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整該離散數(shù)字的因子變量，以突出對作物某一階段的控制，以達(dá)到對作物產(chǎn)量、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益的要求；園藝定性模型根據(jù)種植過程以及作物的生長長勢特點(diǎn)，確定不同的園藝定性技術(shù)模型；

步驟二：采集溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)和收集植保過程數(shù)據(jù)，并將溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)和收集到的植保過程數(shù)據(jù)輸入給控制器；

其中：溫室環(huán)境因子包括溫室內(nèi)環(huán)境因子和溫室外環(huán)境因子，溫室內(nèi)環(huán)境因子包括空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、土壤ec值和土壤ph值，溫室外環(huán)境因子包括空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、降雨雪量、風(fēng)力和風(fēng)向，溫室外環(huán)境因子影響溫室控制；采集溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)通過溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組和溫室外環(huán)境氣象站；植保過程數(shù)據(jù)包括園藝操作(如盤頭，拿叉等)時(shí)間，每次灌溉、施肥或施藥的時(shí)間和用量等；溫室設(shè)施裝備根據(jù)控制器指令調(diào)控溫室環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素的投放作用于作物生長生育的最適要求。植保人員根據(jù)指令對作物本身進(jìn)行園藝管理；

步驟三：基于步驟一中構(gòu)建的互作定量模型及植保園藝定性模型和步驟二中的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)，通過控制器驅(qū)動(dòng)溫室設(shè)施裝備或植保人員調(diào)控溫室環(huán)境因子或園藝操作；

步驟四：控制器根據(jù)生產(chǎn)過程中采集的數(shù)據(jù)和信息持續(xù)調(diào)整優(yōu)化步驟一中的互作定量模型和植保園藝定性模型，進(jìn)一步應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，并迭代反饋，形成閉環(huán)的種植大系統(tǒng)。

該智慧溫室系統(tǒng)包括依次連接的云端服務(wù)器、上位機(jī)和控制器，還包括與控制器連接的溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組、溫室外環(huán)境氣象站和溫室設(shè)施裝備，所述上位機(jī)采用pc機(jī)或觸摸屏一體機(jī)，溫室外環(huán)境氣象站采用便攜式氣象站，溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組包括空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、二氧化碳傳感器、土壤ec計(jì)、ph傳感器，溫室設(shè)施裝備包括放風(fēng)機(jī)、水肥一體機(jī)、補(bǔ)光燈、二氧化碳發(fā)生器、加熱器、水簾、卷簾機(jī)，該系統(tǒng)還包括無線通信模塊，控制器通過無線通信模塊與移動(dòng)終端如手機(jī)、ipad連接，控制器還連接有喇叭，控制器基于互作定量模型和植保園藝定型模型，并根據(jù)生產(chǎn)過程中的采集到的數(shù)據(jù)和信息控制溫室設(shè)施裝備工作或通過喇叭告知植保人員下一步工作和相關(guān)數(shù)據(jù)，云端服務(wù)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息，以便植保人員調(diào)取，植保人員通過上位機(jī)或移動(dòng)終端獲取系統(tǒng)信息或操作溫室設(shè)施裝備。

本發(fā)明把封閉溫室作物栽培整體作為一個(gè)大系統(tǒng)來調(diào)控，該系統(tǒng)的調(diào)控對象是溫室內(nèi)栽培的生育生長的作物，調(diào)控的變量是溫室環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素，調(diào)控的指標(biāo)是作物最適的生長環(huán)境和作物產(chǎn)出的產(chǎn)量、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性，該系統(tǒng)控制器作為整個(gè)系統(tǒng)的智慧大腦，其核心是作物調(diào)控模型?？刂破魍ㄟ^溫室外環(huán)境氣象站采集溫室外環(huán)境因子，并通過溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組采集溫室內(nèi)環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素?cái)?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)和作物當(dāng)前所處的生長階段信息輸入到調(diào)控模型中進(jìn)行運(yùn)算，控制器發(fā)出指令控制溫室設(shè)施裝備以調(diào)控溫室環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素的投放，以滿足作物生長生育的最適要求，種植人員通過上位機(jī)查看控制器指令對作物本身進(jìn)行園藝管理。而作物實(shí)時(shí)狀態(tài)和生產(chǎn)過程實(shí)踐的數(shù)據(jù)和信息反饋到控制器，進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化作物調(diào)控模型，反饋迭代升級整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行構(gòu)成閉環(huán)自治正向優(yōu)化系統(tǒng)。本發(fā)明基于作物調(diào)控模型，結(jié)合對作物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)的要求，確定溫室環(huán)境因子和營養(yǎng)元素的最優(yōu)參考投入量，及對園藝操作要求。

實(shí)施例一：

(一)確定互作定量模型

(1)確定番茄生長時(shí)的溫度，番茄不同的生長發(fā)育階段對溫度要求不同。

種子發(fā)芽階段：確定最適溫度為25℃～30℃，當(dāng)溫度低于12℃左右(生物學(xué)起點(diǎn)溫度)或超過40℃時(shí)(生物學(xué)上限溫度)則發(fā)芽困難；

幼苗期：確定白天適宜溫度為20℃～25℃，夜間適宜溫度為10℃～15℃，當(dāng)溫度達(dá)到40℃時(shí)(生物學(xué)上限溫度)，停止生長。當(dāng)溫度降到10℃以下時(shí)，生長緩慢，在5℃時(shí)(生物學(xué)起點(diǎn)溫度)，植株停止生長；

開花期：確定白天適宜溫度為20℃～26℃，夜間適宜溫度為15℃～20℃。當(dāng)花期遇到30℃以上的高溫時(shí)，則植株?duì)I養(yǎng)狀態(tài)惡化，花柱衰弱，花粉粒的蔭發(fā)、花粉管的伸長不良，受精不完全，易產(chǎn)生落花落果。

結(jié)果期：確定白天適宜溫度為24℃～26℃，夜間適宜溫度為12℃～17℃。

(2)確定番茄對光照的要求

番茄不需要特定的光周期，但卻要求有較強(qiáng)的光照，適宜光照強(qiáng)度為4萬～7萬勒克斯，光飽和點(diǎn)為7萬勒克斯，光補(bǔ)償點(diǎn)為0.15萬勒克斯。超過8萬勒克斯或低于1萬勒克斯對生長不利。在冬季溫室栽培中，由于光照不足，植株易徒長，營養(yǎng)不良，且開花數(shù)少，落花落果嚴(yán)重，還增多了各種生理障害和病害。生產(chǎn)上要根據(jù)光照條件來進(jìn)行溫度管理。當(dāng)白天光照充足，溫度適宜，光合作用強(qiáng)，制造養(yǎng)分多時(shí)，夜間溫度可適當(dāng)高一些。反之，當(dāng)白天光照不足，溫度偏低，光合作用弱，養(yǎng)分制造少時(shí)，夜間要適當(dāng)降溫，以減少養(yǎng)分消耗，增加養(yǎng)分積累。番茄發(fā)芽時(shí)不需要光照，有光反而不利于發(fā)芽。番茄對光照時(shí)數(shù)的要求并不嚴(yán)格，但每天的光照時(shí)間短，也會(huì)影響生長和產(chǎn)量。生產(chǎn)上，應(yīng)盡量延長光照時(shí)數(shù)或利用人工補(bǔ)光來增加產(chǎn)量。根據(jù)試驗(yàn)證明，番茄在每天16小時(shí)的光照條件下，生長最好。

(3)確定番茄對水分的要求

番茄枝繁葉茂，蒸騰量比較大，因而需水量也很大，通常要求土壤相對濕度百分比為65％～85％，空氣相對濕度百分比50％～65％。番茄不同的生長時(shí)期，對水分的要求不同。發(fā)芽期要求土壤濕度百分比應(yīng)在80％左右，幼苗期和開花期要求65％左右，結(jié)果期要求75％一80％。結(jié)果期供給充足的水分是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。番茄要求比較干燥的氣候，如陰雨連綿，空氣濕度過高，一般生長衰弱，病害嚴(yán)重，易落花落果。

(4)確定番茄對土壤及營養(yǎng)的要求

番茄對土壤的適應(yīng)力較強(qiáng)，要求也不太嚴(yán)格，但以排水良好，土層深厚，富含有機(jī)質(zhì)的壤土或沙壤土最為適宜。番茄對土壤通氣條件要求較高，土壤含氧量10％左右時(shí)，生長發(fā)育最好，當(dāng)土壤含氧量低于2％時(shí)植株枯死，因此在低洼易澇及結(jié)構(gòu)不良的土壤上生育不良。番茄要求土壤最適酸堿度為中性偏酸，ph值以6～7為宜。番茄在鹽堿地上栽培生長緩慢，易矮化枯死，而在過酸的土壤上栽培易產(chǎn)生缺素癥，特別是缺鈣癥，易發(fā)生臍腐病。

番茄生育期較長，必須有充足的養(yǎng)分才可能獲得高產(chǎn)量和高效益。生產(chǎn)上，在注重增施有機(jī)肥的同時(shí)，也要注重化肥的合理施用。番茄對氮、磷、鉀三要素的吸收量以鉀最高，其次是氮和磷。每生產(chǎn)1萬千克番茄，大約需鉀48千克、氮25千克、磷7千克。氮素對莖葉的生長和果實(shí)的發(fā)育起重要的作用，是與產(chǎn)量關(guān)系最為密切的礦質(zhì)營養(yǎng)元素。磷素的吸收量雖然不多，但對番茄根系生長及開花結(jié)果有著特殊的作用。鉀的吸收量最多，尤其在果實(shí)迅速膨大期，鉀素對糖的吸收、合成、運(yùn)輸及增高細(xì)胞液濃度、加大細(xì)胞的吸水量都有重要的作用。除氮、磷、鉀外，番茄生長還需要硫、鈣、鎂、鐵、錳、硼、鋅等元素，但需要量很少，被稱為微量元素。比較肥沃的土壤一般不缺微量元素。

(5)確定番茄對二氧化碳的要求

自然條件下，空氣中的二氧化碳濃度約為300毫克/千克。而保護(hù)地栽培中常常由于不能及時(shí)通風(fēng)換氣而使二氧化碳濃度降低，有時(shí)達(dá)到100毫克/千克以下，使植株處于光合饑餓狀態(tài)。試驗(yàn)證明：保護(hù)地增施二氧化碳，濃度達(dá)到1000～1500毫克/千克時(shí)，番茄生長旺盛，著花數(shù)增加，開花提前，產(chǎn)量提高。

確定番茄生長時(shí)所處溫室的環(huán)境因子和礦質(zhì)營養(yǎng)元素的所需值的適宜范圍進(jìn)而確定互作定量模型。

(二)確定植保園藝定性模型

(1)育苗期

采用基質(zhì)工廠化育苗，苗齡30-35天左右。育苗前，先用室溫水預(yù)浸種子2～3小時(shí)后換水反復(fù)搓洗把種皮粘液洗凈為止，然后將種子裝入紗布袋放入100℃水中浸5～10秒鐘，并不斷攪動(dòng)，然后立即移入冷水中冷卻，反復(fù)3～5次。由于不同品種的耐熱力不同，事先要進(jìn)行試驗(yàn)，以免影響發(fā)芽率。處理完后用干凈濕毛巾包起至恒溫箱催芽，每隔12小時(shí)翻動(dòng)并用30℃溫水淋濕毛巾一次，使之受熱均勻，以利發(fā)芽齊壯，種子露白即可播種。壯苗標(biāo)準(zhǔn)：子葉完整、莖桿粗壯、葉片深綠、無病斑、無蟲害、節(jié)間短、株高在16～18cm、5～6片葉、根系布滿基質(zhì)，可以移栽。

(2)移栽期

移栽前，將棚內(nèi)作物徹底清除，并施腐熟農(nóng)家肥5000kg，磷酸二銨15kg。深翻土壤，高溫悶棚10～15天后，按大行距80cm、小行距50cm起壟，壟高15～20cm，株距40cm，行距40～45cm，密度為每棚3000-3200株。下午3點(diǎn)后開始定植，定植后澆足定植水，覆膜，采用遮陽網(wǎng)遮蔭，遮蓋時(shí)間長短以當(dāng)時(shí)光照強(qiáng)弱而定，促進(jìn)快速發(fā)生新根。

(3)生長期管理

盤頭：每7～10天一次，盤頭時(shí)用手背將作物生長點(diǎn)與線繩分開，以減少損傷。

拿杈：每7天一次。每片葉的葉腋處都會(huì)長出側(cè)枝，拿掉所有的側(cè)枝，拿杈時(shí)連基部一起拿掉，不要留一小段。

疏花疏果：每7～8天一次。大型果(單個(gè)果重200g以上)每串留3個(gè)果，中大型果(單個(gè)果重140-180g)每串留4個(gè)果，中型果(單個(gè)果重100～140g)每串留5-6個(gè)果。

落蔓：每12～14天一次。每次落40cm左右，保證最下面的果實(shí)不會(huì)接觸到地面。

去老葉：每7天一次。冬天每株留10～12片葉，夏天每株留16-18片葉。去老葉時(shí)從下部開始去除，并保證最下面一串果實(shí)之下無葉片。

(4)采收期：每周采收2～4次，由東往西采收。

采摘標(biāo)準(zhǔn)：

a)采摘的果實(shí)確保無病態(tài)，色澤鮮艷、品相正，同批次大小均勻原生態(tài)；

b)不在露水多時(shí)采摘，采摘時(shí)要保持雙手潔凈，采摘工具要清潔、衛(wèi)生、無污染等；

c)保證果蒂整齊，包裝時(shí)果實(shí)要擺放整齊，裝箱、裝袋重量要一致；

d)果實(shí)著色均勻，表面光澤亮麗，不得有污點(diǎn)，帶萼片，蒂不能超過底面。

e)檢驗(yàn)，采收前7～15天停止施肥及一切化學(xué)農(nóng)藥的使用。生長期施過化學(xué)農(nóng)藥的番茄，采摘前1～2天必須進(jìn)行農(nóng)藥殘留生物檢測，合格后方可采摘，分級包裝上市。

tomsim模型是公認(rèn)的模擬溫室園藝作物生長發(fā)育最理想的機(jī)理模型之一，中國專利公布號為cn104656451a的一種基于作物模型的密閉系統(tǒng)環(huán)境因子優(yōu)化調(diào)控方法，基于tomsim模型和greenlab模型構(gòu)建作物模型，并基于作物模型構(gòu)建用于定量地描述溫度、光照強(qiáng)度和c0}濃度三個(gè)環(huán)境因子與作物光合產(chǎn)量關(guān)系的密閉系統(tǒng)環(huán)境因子優(yōu)化調(diào)控模型。tomsim模型中的參數(shù)與作物品種類型及整枝園藝方式有關(guān)，模型輸入使用的溫室環(huán)境數(shù)據(jù)有溫度、濕度、光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度，根據(jù)模型參數(shù)和輸入，就能計(jì)算/預(yù)測出作物的產(chǎn)量。本發(fā)明是反用tomsim模型，設(shè)定期望的作物產(chǎn)量、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值(經(jīng)濟(jì)價(jià)值是與作物上市時(shí)間相關(guān)，可以把經(jīng)濟(jì)價(jià)值等同于期望的上市時(shí)間)，反推出作物生長發(fā)育過程各階段所需的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)和園藝操作要求.稱該推導(dǎo)出的作物生長各階段溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)為互作定量模型，稱所需的園藝操作要求為園藝定性模型。

對于一作物，完成某一生育生長階段所需要積累有效積溫為一恒定值。作物完成一定發(fā)育階段或作物從播種到成熟需要一定的積溫。積溫有兩種，即活動(dòng)積溫和有效積溫。每種作物都有一個(gè)生長發(fā)育的生物學(xué)起點(diǎn)溫度，這個(gè)生物學(xué)起點(diǎn)溫度一般用日平均氣溫表示，高于生物學(xué)起點(diǎn)溫度時(shí)，作物才能生長發(fā)育，低于生物學(xué)起點(diǎn)溫度時(shí)，作物便停止生長發(fā)育，但不一定死亡。通常將高于生物學(xué)下限溫度的日平均氣溫值叫做活動(dòng)溫度，而把作物某個(gè)生育期或全部生育期內(nèi)活動(dòng)溫度的總和，稱為該作物某一生育期或全生育期的活動(dòng)積溫。活動(dòng)溫度與生物學(xué)下限溫度之差，叫做有效溫度，有效溫度對作物的生育是有效的。作物某個(gè)生育期或全部生育期內(nèi)有效溫度的總和就叫做該作物這一生育期或全部生育期的有效積溫。

有效積溫公式：

式中θk表示作物第k生長階段內(nèi)到第i天累積的有效積溫；ti表示第i天的日平均氣溫；tb表示作物第k生長階段的生物學(xué)下限溫度，溫度單位℃，日平均氣溫ti的計(jì)算按照一天內(nèi)每十五分鐘測量溫度的平均值，當(dāng)0＜θk≤θk_m時(shí)，表示作物處于第k生長階段，θk_m表示作物第k階段所需的有效積溫，其中k和i為正整數(shù)。

以番茄生長發(fā)育的機(jī)理參數(shù)要求(有效積溫、發(fā)育歷期、生物學(xué)起點(diǎn)溫度、生物學(xué)上限溫度、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)、二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)、二氧化碳飽和點(diǎn)、礦質(zhì)營養(yǎng)元素)為限制條件，設(shè)定期望的番茄產(chǎn)量每株6公斤，7個(gè)果一公斤，春節(jié)上市。根據(jù)農(nóng)業(yè)科學(xué)理論成果和作物生長模型(如有效積溫模型、tomsim模型等)，結(jié)合農(nóng)藝師的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)(例如，番茄在定植前十天需練苗，練苗期間最低溫度為8℃，最高控制在35℃以內(nèi))，反推出番茄各生長階段所需的溫室環(huán)境因子要求和礦質(zhì)營養(yǎng)要求，推出定植番茄在十月底，生長過程中確定適宜溫度為白天20℃～25℃，夜間為10℃～15℃，開花期最適溫度白天為20℃～26℃，夜間為15℃～20℃；所需園藝操作要求是每株留13穗摘心，每穗留3～4個(gè)好果；通過溫室外環(huán)境氣象站實(shí)時(shí)測量溫室外環(huán)境因子并通過溫室內(nèi)環(huán)境傳感器組采集溫室內(nèi)的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)和土壤的礦質(zhì)營養(yǎng)元素量(用ph值和ec值表征)，空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器、二氧化碳傳感器分別測量空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度，土壤ec計(jì)、ph傳感器分別測量ec值和價(jià)值。

控制器邏輯比對采集的實(shí)時(shí)環(huán)境因子數(shù)據(jù)和要求的環(huán)境因子數(shù)據(jù)(也就是互作定量模型)，產(chǎn)生控制指令，驅(qū)動(dòng)溫室設(shè)施裝備(放風(fēng)機(jī)，水肥一體機(jī)，補(bǔ)光燈，二氧化碳發(fā)生器，風(fēng)機(jī)，加熱器，水簾，卷簾機(jī)等)調(diào)整溫室的環(huán)境因子趨近定量模型所要求的。同時(shí)控制器根據(jù)當(dāng)前番茄的生長階段，指令植保人員按照園藝定性模型操作管理(番茄的盤頭、拿叉、灌溉、施肥、施藥、采摘等)，并記錄實(shí)際田間管理的數(shù)據(jù)(用水量，施肥量，施藥量，采摘量，操作時(shí)間，各階段番茄植株的高度、葉冠面積等)。以記錄的番茄植株數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)和采集的溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)，通過反饋迭代學(xué)習(xí)控制算法持續(xù)優(yōu)化作物調(diào)控模型，使整個(gè)種植大系統(tǒng)閉環(huán)自治正向優(yōu)化運(yùn)行。

當(dāng)然，上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，不能被認(rèn)為用于限定對本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)歸屬于本發(fā)明的涵蓋范圍內(nèi)。