[發(fā)明專利]一種水培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度的測定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011627350.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112816621B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王利春;弓瑤;李友麗;郭文忠;魏曉明;徐凡
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 盛大文

本發(fā)明提供一種水培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度的測定方法，包括：1)獲取溫室內(nèi)的氣象信息；2)獲取作物定植前所配制營養(yǎng)液的體積和鉀離子初始濃度；3)對作物的營養(yǎng)液消耗量進行估算；4)記錄作物生長過程中添加的營養(yǎng)液體積、添加營養(yǎng)液中鉀離子濃度；對t時刻栽培系統(tǒng)中營養(yǎng)液的體積和鉀的吸收量進行計算；5)對t時刻營養(yǎng)液的鉀濃度進行計算。本發(fā)明的方法能夠解決水培蔬菜養(yǎng)分調(diào)控過程中存在的營養(yǎng)液鉀濃度實時獲取成本高、操作復(fù)雜，在商品化無土栽培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度動態(tài)精準管理難度大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無土栽培作物營養(yǎng)液養(yǎng)分濃度實時檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度的測定方法。

背景技術(shù)

水培蔬菜生產(chǎn)將作物直接種植在營養(yǎng)液中，擺脫了對天然土壤的依賴，克服了土傳性病蟲害的發(fā)生，實現(xiàn)蔬菜的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。在水培模式下，作物所需的水分和養(yǎng)分均由營養(yǎng)液提供，當營養(yǎng)液的組分和特性發(fā)生變化生長時，就會在短時間內(nèi)做作物的生長產(chǎn)生不良影響。特別是作物需求較大的氮、磷、鉀，當營養(yǎng)液中濃度過低時，在養(yǎng)分脅迫的作用下，作物的生長受到抑制，濃度過高時會造成養(yǎng)分資源的浪費，是無土栽培營養(yǎng)液管理的重點調(diào)控對象。

由于無機氮和水溶性磷的排放會引起水土環(huán)境的污染，國內(nèi)外專家圍繞水培蔬菜的營養(yǎng)液氮磷的檢測和調(diào)控開展大量研究，但對于營養(yǎng)液鉀關(guān)注相對較少。近年來農(nóng)業(yè)鉀肥價格高企，就節(jié)約生產(chǎn)成本，提高加肥利用效率而言，農(nóng)業(yè)從業(yè)者對作物鉀肥的精準管理和高效利用需求越發(fā)迫切；另外對腎臟功能不全的人來說，攝入過量的鉀會導(dǎo)致血鉀的指標超標，引發(fā)嚴重的健康問題。水培條件下，營養(yǎng)液鉀離子是作物鉀肥的唯一來源，可以通過對水培蔬菜的營養(yǎng)液鉀離子濃度進行精準管理，在不影響蔬菜產(chǎn)量的同時，降低鉀肥的投入量，節(jié)約生產(chǎn)成本的同時，降低蔬菜的鉀含量，產(chǎn)出特殊需求的低鉀功能性蔬菜。

對鉀離子濃度進行實時監(jiān)測是蔬菜營養(yǎng)液鉀肥調(diào)控的基礎(chǔ)。當前營養(yǎng)液鉀濃度的監(jiān)測方法主要有利用鉀離子選擇電極檢測和實驗室分析測定兩種方法。在栽培系統(tǒng)中安裝鉀離子選擇電極雖然可以實現(xiàn)營養(yǎng)液鉀離子的實時快速測定，但由于鉀離子選擇電極價格昂貴，壽命較短，一般僅為半年左右，且使用過程中極易發(fā)生漂移，需要頻繁標定，故在實際生產(chǎn)中少有采用，多用于科研試驗中。實驗室分析測定則需要定期收集營養(yǎng)液樣品，送至實驗室利用原子吸收分光光度計或火焰光度計進行分析測定，雖然精度較高，但較為費時費力，不能實現(xiàn)營養(yǎng)液鉀濃度的實時檢測。目前亟需提供一種應(yīng)用成本低廉、快捷高效的無土栽培營養(yǎng)液鉀離子濃度測定方法，為商業(yè)化無土栽培的蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度監(jiān)測與調(diào)控提供技術(shù)支持。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種水培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度的測定方法，以解決水培蔬菜養(yǎng)分調(diào)控過程中存在的營養(yǎng)液鉀濃度實時獲取成本高，操作復(fù)雜，以至于在商品化無土栽培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度精準管理難度較大的問題。

本發(fā)明實施例提供一種水培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度的測定方法，所述方法包括：

1)獲取溫室內(nèi)的氣象信息；

2)獲取作物定植前所配制營養(yǎng)液的體積和鉀離子初始濃度；

3)對作物的營養(yǎng)液消耗量進行估算；

4)記錄作物生長過程中添加的營養(yǎng)液體積、營養(yǎng)液中鉀離子濃度；對t時刻栽培系統(tǒng)中營養(yǎng)液的體積和鉀的吸收量進行計算；

5)對t時刻營養(yǎng)液的鉀濃度進行計算。本發(fā)明中，所述方法能夠解決水培蔬菜養(yǎng)分調(diào)控過程中存在的營養(yǎng)液鉀濃度實時獲取成本高、操作復(fù)雜，在商品化無土栽培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀精準管理難度大的問題。通過上述方法可完成定植后任一時刻無土栽培營養(yǎng)液鉀濃度CK_t的估算。尤其通過采用構(gòu)建相關(guān)模擬模型的物理數(shù)學(xué)方法，能夠?qū)I養(yǎng)液中的鉀離子進行實時估算，從而可以便捷快速得獲取營養(yǎng)液鉀濃度變化信息，為蔬菜栽培營養(yǎng)液鉀濃度調(diào)控提供技術(shù)支持。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種水培蔬菜生產(chǎn)營養(yǎng)液鉀濃度的測定方法，步驟1)中，通過溫濕度傳感器和輻射傳感器，對所述溫室內(nèi)的氣象信息進行采集。