一种根据作物茎叶营养含量自动施肥的系统和设备及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及作物施肥领域，具体是指一种根据作物茎叶营养含量自动施肥的系统 和设备及其方法。
【背景技术】
[0002] 农业发展受到越来越多的关注，在农业方发展面开始朝着自动化和无人化的方向 迈进。在提供作物最适宜的生长环境的同时，人们对作物每个生长时期作物的营养成分含 量进行监督，W保障作物W最好的生长速度生长。
[0003] CN201420462226.9描述了一种农业监测系统，尤其是一种农作物生长进度监控系 统。该系统包括设于待监控地块两侧的用于监测农作物高度的传感器阵列，所述的传感器 阵列连接分区控制器，所述的分区控制器连接有无线发送装置，所述的无线发送装置与无 线接收装置进行连接并通讯，所述的无线接收装置连接根据传感器信号结果显示农作物生 长进度的控制主机。
[0004] 但上述专利只是提供一种检测农作物的高度及生长外部状态来了解各个片区的 农作物生长状态，并不能检测到作物茎叶中营养含量来及时补充作物所需肥料，也没有研 究报道根据作物茎叶营养含量来实现自动施肥的方法和设备。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供一种根据作物茎叶营养含量自动施肥的系统，其特 征在于该系统包括茎叶营养含量检测模块、中央分析控制模块W及自动施肥模块；
[0006] 其中茎叶营养含量检测模块包含农产品快速检测设备，测定作物茎叶中营养含量 数据；
[0007] 中央分析控制模块中包括茎叶营养含量分析模块、运算模块、输入模块，输入模块 连接茎叶营养含量分析模块和运算模块；
[000引所述茎叶营养含量模块接收茎叶中营养含量数据进行分析，并与茎叶营养含量标 准数据比对进行缺素分析，并输出缺素结果到运算模块；
[0009] 所述运算模块中设有缺素结果与施肥信息之间的运算公式，根据运算公式得到与 缺素结果相匹配的施肥信息，并传输到自动施肥模块；
[0010] 所述输入模块包括施肥信息参数的调整输入端和作物相关信息输入端；
[001U 自动施肥模块根据施肥信息对作物删己。
[0012] 所述缺素结果包括淀粉、蛋白质、糖、脂肪、纤维素、葡萄糖、番茄素、维生素 A、维生 素 B3、维生素 C、维生素 B、苹果酸、果胶、胡萝h素、叶酸、巧、儀、儘、锋、铁、钟，缺素结果由茎 叶中营养含量数据和茎叶营养含量标准数据比对来确定，确定方法为当所述茎叶中营养含 量数据 <茎叶营养含量标准数据，即为该营养成分缺素结果；
[0013] 所述茎叶营养含量标准数据是指根据作物特定生长时期茎叶所具备的最低营养 含量数据。
[0014] 优选的，所述农产品快速检测设备包括光谱检测仪、光谱数据分析装置，茎叶营养 含量数据输出设备。
[0015] 优选的，所述茎叶中营养含量数据还可通过预先人工输入;所述预先人工输入是 指工作人员将采用化学标准方法检测得到的茎叶中营养含量数据通过输入模块输入到中 央分析控制模块中。
[0016] 优选的，所述中央分析控制模块中的运算公式为：與（化户,句=/化/?, W, C, r,似.0);
[0017] 所述预算公式中祭:表示茎叶中营养含量数据与作物相关信息^及±壤营养信息 的组合；
[001引所述运算公式f表示组合巧与施肥信息之间的对应关系；
[0019] 所述施肥信息包括肥料品种、肥料总重量、浓度、施肥时间W及自动施肥方式；
[0020] 运算公式中所述N表示茎叶中营养含量数据;所述P表示作物相关信息;所述S表示 ±壤营养信息;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 所述每亩所施肥料的重量;所述C表示肥料的浓度;所述T表示施肥时间，表示检测得到缺素 结果后开始施肥的时间，即施肥起始时间;所述M表示自动施肥方式;所述0表示其他施肥信 息；
[0021 ]所述其他施肥信息包括施肥周期、自动施肥流量；
[0022] 其中运算公式中的N，P、S、F、R、W、C、T、M、0可W在自动施肥前通过输入模块进行人 工设定、调整或保存。
[0023] 优选的，所述作物相关信息包括作物品种、作物占地面积、作物种植地址、作物生 长时期；
[0024] 所述作物品种包括花生、大豆、西红柿、白菜、水稻、棉花；
[0025] 所述作物生长时期包括播种期、苗期、花期、结芙期、成熟期。
[0026] 优选的，所述±壤营养信息是指±壤中所含包括氮素、憐素、钟素的含量信息。
[0027] 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。
[0028] 优选的，所述肥料品种F包括氮肥、钟肥、憐肥、复合肥、固氮菌肥、微生物肥、有机 碳肥、水溶性肥料；
[0029] 所述施肥方式M包括深施、浅施、表施、匀施、冲施、茎叶表面施、撒施法、条施法、穴 施法、环施法、喷施法。
[0030] 优选的，其中所述缺素结果为纤维素时，所述施肥时间0 < T <地，每亩所施肥料的 重量为1 g含W含50kg，肥料品种为氮肥、钟肥、憐肥、复合肥、固氮菌肥、微生物肥、有机碳肥、 水溶性肥料、中量元素、微量元素的一种或几种；
[0031 ]优选的，所述自动施肥模块中包括肥料组成自动调配系统W及自动施肥的喷灌或 微灌系统；
[0032] 所述肥料组成自动调配系统是指能够接受施肥信息数据自动配置所需肥料的系 统，包括称量系统、揽拌系统、肥料输送系统；
[0033] 所述自动施肥喷灌系统包括固定式喷灌系统、半固定式喷灌系统W及移动式喷灌 系统；
[0034] 所述自动施肥微灌系统包括滴灌系统、微喷灌系统、雾喷系统、地埋灌概系统、小 管出流灌系统W及渗灌系统。
[0035] 本发明还提供一种根据作物茎叶营养含量自动施肥的设备组，其特征在于包括农 产品快速检测设备、中央分析控制设备W及自动施肥设备并依次连接；
[0036] 所述农产品快速检测设备是指通过检测仪检测茎叶数据并将其传输给数据分析 装置，分析得到茎叶营养含量数据并将该数据通过输出设备输出到中央分控制模块的设 备，包括检测仪、数据分析装置、茎叶营养含量数据输出设备；
[0037] 所述中央分析控制设备是指能够将检测到的茎叶营养含量数据与茎叶营养含量 标准数据进行比对分析得到缺素结果，能够通过运算将缺素结果与施肥信息相匹配，并且 还能够输入肥信息参数和缺素结果的设备，；
[0038] 所述自动施肥设备是指能够接受中央分析控制系统输出的施肥信息数据并进行 自动施肥操作的系统，包括肥料组成自动调配装置和自动施肥喷灌或微灌装置；
[0039] 所述检测仪器包括光谱检测仪，所述检测茎叶数据包括茎叶光谱数据，所述数据 分析装置包括光谱数据分析装置。
[0040] 本发明还提供应用上所述系统或设备组解决作物茎叶营养含量不足的自动施肥 方法，其中所述作物品种包括花生、大豆、西红柿、白菜、水稻、棉花;所述肥料品种包括氮 月己、钟肥、憐肥、复合肥、固氮菌肥、微生物肥、有机碳肥、水溶性肥料。
[0041] 本发明的有益效果：
[0042] 1、解决作物在生长期间茎叶营养含量不足的情况下，自动施肥W补偿作物生长过 程中营养元素的缺失；
[0043] 2、节约人力成本，自动检测作物茎叶缺素情况情况，实现自动化施肥；
[0044] 3、自动调节作物的生长发育和形态建成、缩短培养周期、提高品质，而且能够大大 减少能耗，降低成本；
[0045] 4、该方法具有监控和管理功能，实现作物生长期间自动施肥系统更加智能化和人 性化。
【具体实施方式】
[0046] 下面对本发明的【具体实施方式】作进一步说明：
[0047] 实施例1
[0048] W长叶期渡菜作为实验作物，采用本发明提供的系统来解决根据作物茎叶营养含 量的自动施肥问题，系统包括茎叶营养含量检测模块、中央分析控制模块W及自动施肥模 块；
[0049] 其中茎叶营养含量检测模块包含农产品快速检测设备，测定作物茎叶中营养含量 数据；
[0050] 中央分析控制模块中包括茎叶营养含量分析模块、运算模块、输入模块，输入模块 连接茎叶营养含量分析模块和运算模块；
[0051] 所述茎叶营养含量模块接收茎叶中营养含量数据进行分析，并与茎叶营养含量标 准数据比对进行缺素分析，并输出缺素结果到运算模块；
[0052] 所述运算模块中设有缺素结果与施肥信息之间的