[發(fā)明專利]鹽堿地改良水肥系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010560896.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111837486B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬德新;宋彩霞;徐鵬民;黃雪;郝鳳琦;李成攻;員玉良;張健;丁兆堂;馬建;劉剛
• 申請（專利權(quán)）人: 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01B77/00
• 分類號: A01B77/00;A01B79/02;A01C23/04;A01C21/00
• 代理公司: 山東重諾律師事務(wù)所 37228
• 代理人: 冷奎亨

本發(fā)明涉及鹽堿地改良水肥系統(tǒng)及方法，其包括鹽堿地構(gòu)建模型和/或?qū)}堿地進行改良作業(yè)的鹽堿施工裝置（52）；鹽堿地構(gòu)建模型包括待改良的鹽堿土壤層（1）；底部透水裝置（2），為渠道結(jié)構(gòu)，其位于鹽堿土壤層（1）下方，當鹽堿土壤層（1）中存積有過飽和水分后，利用水分的重力，水分攜帶鹽堿土壤層（1）中的鹽堿成分下沉匯入到底部透水裝置（2）中，實現(xiàn)對鹽堿土壤層（1）的鹽堿成分改良；本發(fā)明設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鹽堿地改良水肥系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

水肥一體化是當今世界公認的一項高效節(jié)水省肥農(nóng)業(yè)新技術(shù)，主要根據(jù)土壤特性和作物生長規(guī)律，利用灌溉設(shè)備同時把水分和養(yǎng)分均勻、準確、適時適量地供應(yīng)給作物。在水肥與作物生長產(chǎn)量品質(zhì)關(guān)系發(fā)明方面，陳曉楠等(2006)采用遺傳算法求解作物水分生產(chǎn)函數(shù)模型，但只能解決單輸出問題。王康等(2002)從水分和氮素的投入與作物生長的內(nèi)在關(guān)系出發(fā)，建立了一個水分-氮素生產(chǎn)函數(shù)動態(tài)產(chǎn)量機理模型。H.Wang等(2013)使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了溫室黃瓜需水量預(yù)測模型。郭麗等(2017)發(fā)明了滴灌水肥一體化條件下施氮量對夏玉米氮素吸收利用及土壤硝態(tài)氮含量的影響。蔡樹美等(2018)發(fā)明了不同灌溉方式下施氮水平對設(shè)施春黃瓜產(chǎn)量及氮肥利用率的影響。以上發(fā)明僅考慮環(huán)境因素、土壤狀況或某種肥料施用的影響，導(dǎo)致模型適應(yīng)性差。

關(guān)于水肥調(diào)控系統(tǒng)的發(fā)明，國外如荷蘭的Priva、以色列的Netafim、Eldar-Shany等公司的灌溉施肥系統(tǒng)，近年來在國內(nèi)有一定程度的示范推廣。國內(nèi)李穎慧等(2013)開發(fā)了一套基于WSN的設(shè)施無土栽培營養(yǎng)液EC在線監(jiān)測系統(tǒng)。何青海等(2015)設(shè)計了一個基于Lab VIEW的水肥藥一體化系統(tǒng)和一個模糊控制器，但其控制效果并未得到試驗驗證。李加念等(2013)將文丘里施肥器與電磁閥相結(jié)合，通過控制電磁閥的開關(guān)時間實現(xiàn)肥液濃度的控制。魏全盛等(2017)設(shè)計了溫室智能水肥一體化微噴灌裝置。郝明(2018)對大田微噴灌水肥一體化技術(shù)與設(shè)備進行發(fā)明。但國內(nèi)外未見有以大數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，以智能水肥一體化設(shè)備為基礎(chǔ)，根據(jù)作物的水肥控制需求分層設(shè)計智能水肥調(diào)控系統(tǒng)的發(fā)明報道，目前尚屬空白。

在水肥過程濃度控制和pH控制技術(shù)發(fā)明方面，Hiroaki Murata等(2014)設(shè)計實現(xiàn)了對作物根區(qū)養(yǎng)分濃度的連續(xù)測量。殷鵬飛等(2018)對水肥一體化系統(tǒng)中水肥混合效果數(shù)值模擬進行發(fā)明。于蒙等(2012)針對pH過程控制提出了一種二次型優(yōu)化的單神經(jīng)元PID學(xué)習(xí)算法。薛薇等(2007)將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與PI控制相結(jié)合，并在DSP中實現(xiàn)了pH過程控制器的設(shè)計。以上發(fā)明與應(yīng)用雖然針對水肥濃度控制過程和pH值控制過程進行了一定的發(fā)明，但由于未能綜合考慮控制過程的非線性、時滯性、時變性、不確定性等特點，導(dǎo)致混肥控制精度差，且未見有基于大數(shù)據(jù)的不確定性人工智能理論在水肥過程控制方面的發(fā)明報道，目前基于大數(shù)據(jù)的不確定性人工智能理論在水肥過程控制方面的發(fā)明尚屬空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題總的來說是提供一種鹽堿地改良水肥系統(tǒng)及方法。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種鹽堿地改良水肥系統(tǒng)，包括鹽堿地構(gòu)建模型和/或?qū)}堿地進行改良作業(yè)的鹽堿施工裝置。

一種鹽堿地改良水肥方法，基于鹽堿地構(gòu)建模型；該方法步驟；

步驟一，鋪設(shè)底部透水裝置；首先，將待改良的鹽堿土壤層挖去；然后，在挖去待改良的鹽堿土壤層底部鋪設(shè)底部U型槽道；其次，在底部U型槽道中添加負泊松比支撐塊；再次，底部U型槽道上鋪設(shè)底部豐字形透水蓋；

步驟二，回填鹽堿土壤層并開溝形成預(yù)制新土溝槽以備培土壤層添加；

步驟三，鋪設(shè)側(cè)間隔裝置；首先，開溝于待改良的鹽堿土壤層與本次未改良的鹽堿土壤層之間，并設(shè)置側(cè)透水通道，并搭建側(cè)透水壘壁；然后，在側(cè)透水通道中放置側(cè)勾手架，安裝要求其手臂側(cè)用于與本次未改良的鹽堿土壤層接觸，手指側(cè)與待改良的鹽堿土壤層接觸；其次，在側(cè)勾手架中添加負泊松比支撐塊；