一种解决温度逆境下作物问题的自动施肥系统和设备及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及作物施肥领域，具体是指一种解决温度逆境下作物问题的自动施肥系 统和设备及其方法。
【背景技术】
[0002] 温度是植物生长的重要条件之一，就如同在自然界一样，温度是植物发芽、生长、 开花以及结果的重要信号源。植物的一切生理活动都要在一定的温度范围内进行。
[0003] -般而言，温度升高，生理生化反应加快、生长发育加速;温度下降，生理生化反应 变慢，生长发育迟缓。当温度低于或高于植物所能忍受的温度范围时，生长逐渐缓慢、停止， 发育受阻，植物开始受害甚至死亡。其次，温度的变化能引起环境中其它因子如湿度、降水、 风、水中氧的溶解度等的变化，而环境诸因子的综合作用，又能影响植物的生长发育、作物 的产量和品质，因此，每种植物有其最适宜的温度范围，在此温度范围的两端是最低和最高 温度，低于最低温度或高于最高温度都会引起植物体产生温度胁迫甚至死亡，最低与最高 温度之间有一最适温度，在最适温度范围内植物生长发育得最好。当环境温度持续超出作 物的适宜温度后，人们开始人工干预温度对作物的影响。
[0004] CN201410505858.3公开了一种多光谱作物生长传感器温度补偿模型的构建方法， 通过对传感器输出电压做温度补偿，即可实现反射率的温度补偿;本发明构建基于温度的 同时适用于720nm和810nm上行光传感器和下行光传感器输出电压的预测模型，通过预测模 型得到上行光传感器与下行光传感器的温度补偿模型;根据温度补偿后的输出电压计算反 射率实现对多光谱作物生长传感器反射率的温度补偿。
[0005] 虽然上述专利提供了温度补偿的方法，但是该方法也仅仅是补偿作物对温度的依 赖因素，目前对于温度补偿的方法有很多，但是却很少有研究报道对作物增加施肥量来弥 补作物所需，并且也没有研究报道作物处于温度逆境下对作物施肥的方法和设备。在农作 物的生长过程中，肥料是必不可少的，植物施以合适的肥料不仅可提高作物抗逆性，还能弥 补温度逆境下的生长差值。
【发明内容】
[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种解决温度逆境下作物问题的自动施肥系统，其 特征在于该系统包括温度检测模块、中央分析控制模块以及自动施肥模块；
[0007] 其中温度检测模块包含温度检测设备，测定作物所处环境下的温度数据；
[0008] 中央分析控制模块中包括温度分析模块、运算模块、输入模块，输入模块连接温度 分析模块和运算模块；
[0009] 所述温度分析模块接收温度数据进行分析和温度逆境分级，并输出温度逆境级别 到运算模块；
[0010]所述运算模块中设有温度逆境别与施肥信息之间的运算公式，根据运算公式得到 与温度逆境级别相匹配的施肥信息，并传输到自动施肥模块；
[0011] 所述输入模块包括施肥信息参数的调整输入端、温度信息输入端和作物相关信息 输入端，在温度信息输入端可以输入作物适宜的最低温度和最高温度，温度分析模块可以 将环境温度和作物适宜温度做比对，输出温度逆境属性，即低温逆境或者高温逆境；
[0012] 自动施肥模块根据施肥信息对作物施肥。
[0013] 优选的，所述温度检测设备中包括温度传感器、温度数据输出设备。
[0014] 优选的，所述温度逆境级别为{L，n+0. lx}或者{H，m+0. ly}，所述0 <n<4,0<x< 9;所述y dn、x、m、y为整数;温度逆境级别为通过作物适宜温度和环境温度 的差值以及温度逆境时间来确定，具体方法如下：
[0015] 所述{L，n+0. lx}表示低温逆境级别，所述L表示低温，所述η表示低温度，所述X表 示低温时间持续度，其中η计算方法为作物适宜最低温度-环境温度=5η~5(n+l)°C，χ计算 方法为作物低温逆境时间=2χ~2(χ+1)小时；
[0016] 当作物适宜最低温度-环境温度大于25°C时，所述η = 5,当低温逆境时间>18小时 时，所述x = 9,所述逆境级别为{L，5.9}级；
[0017] 所述{H，m+0.1y}表示高温逆境级别，所述Η表示高温，所述m表示高温度，所述y表 示高温时间持续度，其中m计算方法为环境温度-作物适宜最高温度=5m~5(m+l)°C，y计算 方法为高温逆境时间=2y~2(y+l)小时；
[0018]当环境温度-作物适宜最高温度>25°C时，所述m = 5，当高温逆境时间> 18小时 时，所述y = 9,所述高温逆境级别为{H，5.9}级。
[0019] 所述温度逆境包括低温逆境和高温逆境，所述低温逆境是指环境温度低于作物适 宜生长的最低温度且持续时间大于等于1小时的温度环境，所述高温逆境是指环境温度高 于作物适宜生长的最高温度且持续时间大于等于1小时的温度环境，所述环境温度为1小时 内的平均温度；
[0020] 所述温度逆境时间是指作物在N天内持续处于温度逆境下累积时间的日平均值， 其中N2 2,所述温度逆境时间包括低温逆境时间和高温逆境时间。
[0021] 例如某作物的适宜生长温度为20~28°C，当前环境温度为6°C，持续时间为5小时； [0022]逆境级别的分析过程如下：
[0023]温度检测器检测到环境温度为6°C，温度分析模块中储存有预先输入的作物适宜 的最低温度和最高温度为20~28°C，温度分析模块分析得到环境温度低于作物的最低温 度，此时环境属于低温逆境(6°C<20°C)，输出L;
[0024] 温度分析模块继续分析，通过作物适宜最低温度-环境温度=5n~5(n+l)°C，即 20_6 = 5n~5(n+l)，确定n = 2，通过作物低温逆境时间=2x~2(x+l)小时，即5 = 2x~2(x+ 1)，确定x = 2;
[0025] 计算逆境级别{L，n+0. lx} = {L，2.2}。
[0026] 优选的，所述温度逆境级别还可通过预先人工输入或者通过连接互联网获取;所 述预先人工输入是指工作人员根据未来一天或者一周的温度情况来预先设定温度逆境级 另IJ;所述通过连接互联网获取是指温度分析模块中设有能够自动获取未来一天或一周温度 信息的系统，该系统与互联网通过有线或无线方式连接。
[0027] 所述中央分析控制模块中的运算公式为：φ (& P, W)=八厂/?, IV, C, Γ, M, 0);
[0028] 所述运算公式中少表示温度逆境级别与作物相关信息以及土壤湿度的组合；
[0029] 所述运算公式f表示温度逆境级别与作物相关信息的组合#与施肥信息之间的对 应关系;所述施肥信息包括肥料品种、肥料总量、浓度、施肥时间以及自动施肥方式；
[0030] 运算公式中所述K表示温度逆境级别;所述P表示作物相关信息;所述Η表示土壤湿 度;所述F表示肥料的品种;所述R表示所述肥料各品种的重量比例;所述W表示每亩所施肥 料的重量;所述C表示肥料的浓度;所述Τ表示施肥时间，施肥时间是指达到温度逆境级别后 开始施肥的时间，即施肥起始时间;所述Μ表示自动施肥方式;所述0表示其他施肥信息；
[0031] 所述其他施肥信息包括施肥周期、自动施肥流量、作物的适宜温度；
[0032] 其中运算公式中的冗^^^^^丄^^…可以在自动施肥前通过输入模块进行人 工设定、调整和保存。
[0033] 优选的，所述作物相关信息包括作物品种、作物占地面积、作物生长时期；
[0034]所述作物品种包括番茄、黄瓜、白菜、马铃薯、豆角、萝卜、西瓜、大豆、玉米、水稻、棉 花；
[0035] 所述作物生长时期包括播种期、幼苗期、快速生长期、开花期、结果期。
[0036] 优选的，自动施肥前可选择预存的运算公式中的各自动施肥信息值。
[0037] 优选的，所述肥料品种F包括氮肥、钾肥、磷肥、复合肥、复混肥、微生物肥、水溶性 肥料、土壤调理剂及功能性肥料；
[0038] 所述氮肥包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨、硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵、硝 酸铵钙、硫硝酸铵、尿素；
[0039] 所述钾肥包括氯化钾、硫酸钾、草木灰、钾泻盐、磷酸一钾(磷酸二氢钾）；
[0040] 所述磷肥包括磷酸一铵、磷酸二铵、双烧磷肥、钙镁磷肥、重过磷酸钙、过磷酸钙、 颗粒磷肥、富过磷酸钙、磷酸铵、白磷肥、磷酸氢钙；
[0041 ]所述微生物肥料包括农用微生物菌剂、复合微生物肥和生物有机肥；
[0042 ]所述水溶性肥料包括大量元素水溶肥、中微量元素水溶肥、微量元素水溶肥、氨基 酸水溶肥、腐殖酸水溶肥；
[0043 ]所述功能性肥料包括叶面肥、络合态微肥、二氧化碳肥、有益元素肥料。
[0044] 所述施肥方式Μ包括撒施、条施、沟施、穴施、冲施、微灌施肥、叶面喷施及精准施 肥。
[0045] 优