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为了实现番茄的稳产高产,建立了番茄温室环境因素监控系统,并将大数据统筹技术应用于优化番茄种植环境因素;建立了温度、湿度和光照强度传感器网络系统,采用WSN技术实现采集数据传输。测试WSN常用频率和节点距离对于信号RSSI强度和丢包率的影响,结果表明:频率780MHz、节点距离为80m时,为最优分布状态。采用大数据统筹分析的方法,对环境因素进行分析:①采用多元拟合的方法,建立不同生长时期环境因素和干物质累积量模型,F检验表明模型可靠性较高;②计算累积贡献率,确定不同生长时期,各环境因素重要性;③采用单因素分析法,分析花坐果期和结果期各环境因素对于番茄干物质累积的影响。分析表明:开花坐果期相对湿度保持在水平编码0状态,在保持充足温度的情况下,增加光合辐射量可以提高番茄干物质累积量;结果期温度、湿度和光合有效辐射量保持在较高水平,有利于番茄干物质累积。 相似文献
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温室滴灌土壤基质势调控对番茄生长、品质和耗水的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
《灌溉排水学报》2019,(7)
【目的】获得华北地区日光温室冬春茬番茄优质高产滴灌灌溉制度。【方法】采用田间试验的方法,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值在-15kPa和-15 kPa(S1)、-15 kPa和-30 kPa(S2)、-15 kPa和-45 kPa(S3)、-25 kPa和-25 kPa(S4)、-30 kPa和-15 kPa(S5)、-30 kPa和-30 kPa(S6)以及-30 kPa和-45 kPa(S7),研究了番茄生育期内土壤基质势动态调控对番茄生长、果实品质、耗水量和水分利用效率等的影响。【结果】在试验控制的土壤基质势范围内,①在番茄开花坐果期,番茄株高和茎粗均随土壤基质势阈值的升高而增加,进入结果期后不同土壤基质势处理下的番茄株高差异不明显,但茎粗仍随着土壤基质势阈值的升高而增加;②开花坐果期不同土壤基质势处理下的叶片SPAD值(相对叶绿素量)无显著差异,但结果期不同处理叶片SPAD值差异明显,表现为开花坐果期土壤基质势阈值高于低处理(S5、S6和S7)的叶片SPAD值;③对于开花坐果期土壤基质势阈值较低的处理,其畸形果率低、果实可溶性固形物量高,并且随着结果期土壤基质势的降低,畸形果率呈降低趋势,果实可溶性固形物量呈升高趋势;④番茄产量随着结果期土壤基质势阈值的降低而升高,-45 kPa处理番茄的产量最高;⑤随着整个生育期土壤基质势阈值的升高,番茄灌水量和耗水量显著增加,灌溉水利用效率和水分利用效率显著降低。【结论】综合考虑番茄产量、果实品质、灌溉水利用效率和水分利用效率等,华北地区日光温室秋冬茬番茄高产优质高水分利用效率的土壤基质势阈值为开花坐果期-30 kPa、结果期-45 kPa。 相似文献
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南疆地区昼夜温差大,蔬果资源欠缺,急需发展温室大棚等设施农业.目前,当地农户日光温室大棚取得了一定的经济效益,但仍存在生产效率低下,温室结构简单等缺点.文章针对温室大棚的控制问题及南疆地域特色并依据智能温室内部的光照、温度、湿度、土壤湿度等环境条件,设计了一种南疆低成本温室控制系统.采用反馈调节模式,使调节反应速度快、准确度高;结合番茄生长特点采用滴灌式水肥控制方案,能精确控制水肥供给与番茄根部水肥迁移规律.相比于传统日光温室,该温室具有建造综合成本低,操作性高,便于控制,资源利用率高等优势. 相似文献
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《农业机械学报》2019,(Z1)
作物蒸腾作用是基质水分传输的主要驱动力,建立了基于基质含水率变化量的温室番茄作物蒸腾量估算模型和预测模型,并进行对比分析。使用校准后的EC5基质含水率传感器,记录第1次灌溉后与第2次灌溉前基质实时含水率变化量,使用称量法测量作物实时蒸腾量。通过基质含水率变化量与基质栽培槽体积的多元线性回归运算,建立番茄单株日蒸腾量估算模型;将基质含水率变化量、空气温度、空气湿度和光照强度作为输入,利用GABP神经网络算法,建立番茄单株日蒸腾量预测模型。将试验所得温室作物日蒸腾量估算模型和预测模型分别与温室作物实际日蒸腾量进行线性回归分析,结果表明,基于基质含水率变化量建立的估算模型在苗期、花期的预测精度分别为0. 972 9、0. 979 6,预测模型的预测精度分别为0. 991 5、0. 989 0,两者之间差异不大,但估算模型运算速度远高于预测模型的运算速度,估算模型对于温室灌溉管理具有推广应用价值。 相似文献
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可变边界条件下的Venlo温室温度场三维非稳态模拟 总被引：3，自引：0，他引：3
以外界温度、太阳辐射、风速风向作为随时间变化的边界条件,基于CFD方法建立了Venlo温室自然通风三维非稳态数学模型。结果显示,模拟值与实测值均方根误差RMSE为0.688℃,最大相对误差为8.9%,平均相对误差为2.8%,所建立CFD模型可以准确地描述室内温度场的时空变化。从整个模拟周期上看,温室内温度和室外温度变化趋势一致,室内温度和室外温度平均温差3.09℃;当室外风速从0.81 m/s跃变至1.2 m/s,风向由西南偏南变为西时,温室西侧迎风口局部气流速度出现了先增大后减小的变化模式,温室东侧上部气流速度明显增加,除温室迎风口附近区域外大部分作物区域气流速度维持在0~0.1 m/s的范围内,温室通风入口处x=1.5 m截面和作物冠层y=1.4 m截面平均温度在180 s内分别下降了1.87℃和0.92℃,室外风速风向对温室自然通风降温效果影响显著。 相似文献
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为了实现温室大棚环境由人工管理到自动控制，将农民经验管理模式模型化、参数化，对温室大棚环境进行控制，在陕西杨凌选择管理优质的温室作为研究对象，利用机器学习的极端梯度提升算法（extreme gradient boosting,XGBoost）建立室外环境（温度、湿度和不同高度温度）、室内环境（温度、湿度）、控制（卷膜） 3者之间的关系，分别对4个不同生育期（新梢生长期、开花坐果期、果实膨大期、着色成熟期）葡萄温室的温、湿度进行模拟，并建立温室环境控制卷膜决策模型，将该模型应用于杨凌地区“锦田农庄”3号葡萄温室，实现了直接通过温室外界环境对温室卷膜进行远程控制。结果表明：与实际情况相比，模型决策准确率为95%，根据结果进行卷膜远程控制，昼间卷膜开启后，温度、湿度变化趋势缓慢，均处于目标区间，说明所建立的卷膜决策模型可以有效调控温室内的温度和湿度，能够减少温室内传感器的使用，具有较强的应用价值和推广意义。 相似文献
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温室滴灌条件下水分亏缺对番茄生长及生理特性的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
为确定温室滴灌条件下番茄高产高效的适宜土壤水分控制指标,采用小区试验方法,在温室滴灌条件下研究了不同时期水分亏缺对番茄生长发育及生理特性的影响。研究结果表明,任何生育阶段发生水分亏缺均会降低番茄叶片光合速率及气孔的开度,进而影响干物质的累积和运转,但不同时期水分亏缺的影响形式及程度有所不同;苗期水分亏缺会抑制番茄的正常生长发育,但水分过高会使植株徒长,不利于光合产物向产量的运移;开花坐果期水分亏缺不仅抑制了番茄的生长发育,而且降低了干物质的累积,并最终影响到产量的形成;成熟采摘期水分亏缺会加速番茄植株的老化,降低最终干物质量,对番茄产量的形成影响最为明显。在不影响番茄植株正常生长发育及生理需水情况下,适度水分亏缺(T1处理)可实现高产与高效用水的统一。 相似文献
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温室番茄光合速率的准确预测对于番茄的生长和产量评估具有重要意义。然而,由于温室环境的复杂性和多变性,传统的光合速率预测模型往往难以满足精准预测的需求。因此,为了进一步提高预测模型的准确性和稳定性,本研究提出了一种基于多模型融合策略的温室番茄光合速率预测方法。首先,采集温湿度、光照强度、CO2浓度不同组合下的番茄光合速率,构建样本集,并采用五折交叉验证法（Cross-Validation）对数据进行预处理。以预处理的数据为基础,分别基于粒子群优化支持向量机（PSO-SVR）、布谷鸟优化极限学习机（CS-ELM）和北方苍鹰优化高斯过程回归（NGO-GPR）算法建立番茄光合速率预测模型对光合速率进行初步预测,然后采用Stacking算法通过基于决策树的集成学习模型（XGBoost）组合各基础模型的预测结果,进而实现多模型融合。仿真分析结果表明,与单一预测模型相比,基于多模型融合的光合速率预测模型充分发挥了各基础模型的优势,可以进一步提高光合速率预测的准确性和稳定性,该模型验证集MAE为0.5697μmol/（m2·s）,RMSE为0.7214μmol/（m2·s）。因此,本文提出的方法在温室作物光合速率预测方面具有一定的优势,可为温室番茄等作物光环境优化调控提供一定的理论基础和技术支撑。 相似文献
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日光温室小管出流条件下甜椒灌溉制度试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过田间小区试脸研究了日光温室小管出流条件下土壤水分变化对甜椒的长势指标(株高、茎粗、叶面积)、产量和果实品质的影响,并通过综合分析得出甜椒的适宜灌溉制度.研究表明:土壤水分在青椒各生育期内的下限控制范围为苗期50%～60%;田持、开花坐果期60%～70%;田持、结果期70%～80%.田持时,青椒的长势、产量、果实品质及水分利用效率均呈表现优良.青椒在温室中小管出流条件下的适宜灌溉制度为整个生育期的灌水童为200.64 mm;苗期灌水定额为15 mm,灌水2次;开花坐果期和结果期灌水定额为22 mm,灌水8次. 相似文献
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以番茄“MEISHUAI”品种为试验材料,研究了廊坊市春茬番茄温室内气温的影响因素、番茄生长与温度的关系及室温调控措施。结果表明:温室内日平均气温与温室内日平均10 cm土壤温度、日平均光合有效辐射及温室外日平均气温均存在极显著相关关系,相关系数分别为0.693、0.432和0.759;番茄茎粗、株高和果实橫纵径的生长量与积温成显著或极显著正相关。针对温室内温度过高的问题,提出了具体的室外气温调控指标和调控措施。 相似文献
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针对温室番茄无法按需灌溉问题,提出了随机森林(Random forest,RF)结合门控循环单元(Gated recurrent unit,GRU)神经网络的温室番茄结果前期蒸腾量预测方法,并开发了一套基于番茄蒸腾量的智慧灌溉系统.基于物联网实时获取数据,采用RF算法对影响温室番茄蒸腾量的变量进行特征重要性排序,选取作... 相似文献
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施肥胁迫对温室番茄不同生长期表型数据的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究不同水肥策略对温室番茄长势的影响，试验选择常见的适合温室种植的小番茄（彩玉）为研究对象，以不同配比的水溶性肥，设置了4种施水肥水平。试验过程中，分别采集4种水肥条件下的番茄株高、株径、茎节数、花序数和果实参数等表型数据。采用ANOVA单因素分析方法，对试验数据进行对比分析。不同配比水肥对番茄长势存在显著差异。其中，高施肥水平（Ⅳ）能够得到最佳产量。而中等水肥（Ⅲ）长势最佳，具有最大单果质量，且与不施肥和较少量施肥相比，其长势和果实产量优势明显，经济效益显著。对果实数、株高、茎节数、花序数和产量进行多因素回归分析，决定系数R2为0.965，其差异显著性顺序依次为果实数、株高、茎节数和花序数。试验结果表明，中等水肥配比下，表型数据的自动采集和分析能够对温室番茄水肥一体化设备灌溉策略的制定提供参考。 相似文献
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温室樱桃番茄水分效应及水分生产函数 总被引：1，自引：1，他引：0
以温室樱桃番茄为试验材料,通过对全生育期5个土壤水分水平的控制,研究了不同灌水水平对日光温室樱桃番茄产量?品质及水分利用效率的影响。结果表明,樱桃番茄的产量?品质与土壤水分含量密切相关,土壤相对水分含量为50%～60%、60%～70%、80%～90%和90%～100%的产量与70%～80%的相比,分别减少了39.70%、22.53%、3.43%和20.30%。土壤水分适宜(70%～80%)不仅可以提高樱桃番茄的产量,而且可以提高水分利用效率,水分利用效率随灌水量的增加先增加后降低,且在70%～80%水分利用效率最高。 相似文献
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基于自然通风的日光温室内温湿度仿真模型 总被引：1，自引：0，他引：1
为了模拟自然通风条件下日光温室内温湿度的变化,将通风口开度进行量化处理,根据热量平衡和水汽质量平衡原理构建了温室内气温和湿度的动态变化数学模型。利用Simulink仿真平台将二者结合,搭建了以通风为输入、以室内温湿度为输出的温室微气候系统仿真框图,利用2类典型天气条件下的实测数据对模型进行了仿真检验。研究结果表明,室内气温的标准误差最大为0.479 2℃,仿真有效性指数最小为73.03%;室内湿度的标准误差最大为1.943 7%,模型有效性指数最小为71.13%;仿真模型是有效的。 相似文献
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基于组合色彩特征的苹果树叶片各生长期氮含量预测 总被引：1，自引：0，他引：1
为精准预测开花期、幼果期和果实膨大期苹果树叶片的氮含量,提出一种基于组合色彩特征的苹果树叶片氮含量预测模型。首先,获取苹果树叶片图像并提取R、G、B单色分量及14种色彩组合参数共计17种色彩特征,通过主成分分析提取不同时期苹果树叶片氮含量关键影响因子,消除原始变量之间的相关性,降低模型输入向量维度;其次,对建立的PCA-SVM、PCA-BP、PCA-ELM预测模型在不同时期对苹果树叶片氮含量预测效果与精度进行对比,得到不同时期最佳的预测模型;最后,利用最佳预测模型对不同时期苹果树叶片氮含量进行预测,并通过自适应遗传算法对最佳预测模型参数进行优化。试验结果表明：在不同生长时期,PCA-SVM模型的预测精度均高于PCA-BP、PCA-ELM模型;优化后PCA-SVM预测模型在开花期、幼果期和果实膨大期的平均绝对误差分别为0.640、0.558、0.544g/kg,平均绝对百分误差分别为0.057、0.050、0.064g/kg,均方根误差分别为0.800、0.747、0.737g/kg,优于优化前预测模型。该模型具有良好的预测性能和泛化能力,可以为果园精准施肥管理、提升果品品质、避免资源浪费和环境污染提供理论依据。 相似文献
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[Objective]Irrigation schedule needs to know the spatiotemporal dynamics of soil moisture in root zone. The objective of this paper is to investigate the feasibility of using matric potential measured at 20 cm below the drip emitter as a proxy for soil moisture in the root zone to schedule irrigation.[Method]The experiment was conducted in a greenhouse and the model plant was tomato. We compared seven matric potential (SMP) thresholds in that whenever the measured soil matric potential dropped below them, drip irrigation was resumed. The values of the SMP thresholds varied from flowering and fruit-setting stage to fruiting stage, and the seven combinations (flowering and fruit-setting stage/fruiting stage) were -15 kPa/-15 kPa (S1), -15 kPa/-30 kPa (S2), -15 kPa/-45 kPa (S3), -25 kPa/-25 kPa (S4), -30 kPa/-15 kPa (S5), -30 kPa/-30 kPa (S6), and -30 kPa/-45 kPa (S7). In each treatment, we measured growth, fruit quality, water consumption and water use efficiency of the tomato.[Result]Stem diameter increased with SMP threshold at both flowering and fruit-setting stage and fruiting stage, whereas the plant height was only responsive to SMP at flowing and fruit-setting stage. The relative chlorophyll content in leaf (SPAD) did not show significant difference between treatments at flowering and fruit-setting stage but inversely increased with the SMP threshold at fruit setting stage. Decreasing the SMP threshold at flowering and fruit-setting stage could reduce the percentage of defective fruits and increase soluble solids content. Yield increased inversely with SMP threshold at fruit setting stage, peaking when SMP was -45 kPa. Lowering the SMP threshold increased irrigation amount and hence water consumption, thereby decreasing water use efficiency. [Conclusion]Our experimental results suggest that setting the SMP at -30 kPa at the flowering and fruit-setting stage and -45 kPa at the fruiting period appears to be optimal to best balance yield, fruit quality, irrigation water use efficiency and water use efficiency for winter-spring tomato grown in solar greenhouse in North China. © The Author(s) 2019. 相似文献