一種數(shù)字化精準育苗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及植物育苗領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字化精準育苗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)起源于20世紀50年代，是現(xiàn)代科學理論與技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。現(xiàn)代 設(shè)施農(nóng)業(yè)的基本理論是19世紀德國科學家提出的植物"礦質(zhì)營養(yǎng)學說"。1842年J. von李 比希在美國科學促進會上作題為"化學應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及生理學"的報告。此后植物營養(yǎng)的礦 質(zhì)學說逐漸為人們所接受。約在1851~1856年，J. 一 B.布森戈用砂培法研宄植物的礦 質(zhì)營養(yǎng)，1699年R.B.伍德沃德用水培法研宄過薄荷屬植物的營養(yǎng)。J. von薩克斯于1860 年，W.克諾普于1861奠定了近代的水培技術(shù)?，F(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的另外一項基礎(chǔ)技術(shù)是1949 年美國科學家F. W. Went提出了人工模擬生態(tài)環(huán)境的理念。從此，人們對于現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的 探索與追求日趨強烈。
[0003] 發(fā)展高效的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)對于我國的重要性和必要性是不言而喻的，不用贅言。 但是，我國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的起步較晚，我國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)業(yè)是煙草育苗、花 丼苗木培育、蔬菜種植、水稻育秧、玉米育苗等。應(yīng)該說大棚、溫室、植物工廠等農(nóng)業(yè)設(shè)施的 推廣應(yīng)用對我國當前的農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的貢獻是至關(guān)重要的。
[0004] 但現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)幾十年來的運用過程中始終面臨一些關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸。例如，煙 草育苗大棚、煙草育苗工廠的規(guī)格及相應(yīng)配置是當前設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里水平最高的，包括溫 度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、光照調(diào)節(jié)、營養(yǎng)調(diào)節(jié)，但因此而來的煙草育苗效果還并不讓煙草種植戶 滿意。我國現(xiàn)行的煙草大棚（育苗工廠）采用漂浮育苗方式，其管理繁瑣、工序多、用工多； 光、溫、濕、肥等煙草生長要素受各種客觀變量影響顯著，調(diào)控難度大；出苗不整齊，需要多 次間苗補苗；生育期變動幅度大，不易控制移栽期；煉苗操作繁瑣，不易調(diào)控，有時還會損 傷煙苗；尤其是煙苗質(zhì)量方面，煙苗根系不夠發(fā)達、莖干纖細、整齊度不高；病害危害率較 高；移栽后還苗期過長。
[0005] 大棚、溫室、植物工廠培育花丼的主要問題是不能正常出苗、成苗，經(jīng)常出現(xiàn)苗木 枯萎，苗木畸形等現(xiàn)象。造成這些現(xiàn)象的根本原因主要是，1)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)不健全，基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)庫不完整，缺乏全方位的完整的技術(shù)集成。2)、農(nóng)事決策系統(tǒng)的決策模型科學性、代表性、 邏輯性不充分。沒有針對特定植物品種的影響植物生長發(fā)育的水肥氣熱光等因素的植物營 養(yǎng)和生理機理進行綜合分析，忽略了水肥氣熱光等因素的平衡協(xié)調(diào)機理，往往注重單因素 控制，不能保證各因素協(xié)調(diào)統(tǒng)一于植物的適宜生長發(fā)育環(huán)境的需求；對單項技術(shù)的把握與 運用不靈活，沒有準確把握影響植物生長發(fā)育的水肥氣熱光等因素的各自的一般作用機理 和運行規(guī)律，不能確立科學的靈活的控制參數(shù)，不能靈活運用各單項技術(shù)。3)、功能部件配 套不合理，導致功效降低甚至功能喪失。4)、控制不精準。因為設(shè)施設(shè)備缺陷或智能化程度 不足或農(nóng)事決策系統(tǒng)決策粗陋，導致農(nóng)事操作不及時、不到位。
[0006] 貴州省煙草科學院在專利申請CN201310375234. X中公開一種烤煙立體氣霧育苗 方法，該育苗方法包括以下步驟：（1)制作栽培池；（2)制作育苗支架；（3)制作栽培板；(4) 播種；（5)制作貯液池；(6)配制營養(yǎng)液；(7)設(shè)置霧化循環(huán)系統(tǒng)；(8)苗床管理。該育苗方 法溫度和濕度容易控制，自動化控制率高，能節(jié)約用水，提高肥水利用效率，在干旱地區(qū)推 廣能有效降低成本；吸肥力強，煙苗生長快，素質(zhì)好；不需要補光措施，較多層育苗降低育 苗成本。該立體氣霧育苗設(shè)施同時適用于蔬菜、花丼等作物種植，大大提高育苗大棚綜合利 用效率，有效提尚收入。
[0007] 但該方法中依然僅涉及對育苗的溫度和濕度等基本參數(shù)進行調(diào)控，而并不涉及對 水、氣、肥、光等影響育苗的重要因素進行干預和調(diào)控。因此，本領(lǐng)域需要一種數(shù)字化精準育 苗系統(tǒng)，以對植物的氣霧育苗涉及的溫（溫度）、濕（濕度）、水（噴霧周期）、氣（氧氣和 CO2)、肥（無機鹽、pH值）、光（葉面光照強度）等影響植物育苗和生長的關(guān)鍵因素進行全 面的自動調(diào)控。 【實用新型內(nèi)容】
[0008] 因此，本實用新型提供一種數(shù)字化精準育苗系統(tǒng)，所述育苗系統(tǒng)能對植物的氣霧 育苗涉及的溫、濕、水、氣、肥、光等影響植物育苗和生長的關(guān)鍵因素進行全面的自動調(diào)控。
[0009] 所述育苗系統(tǒng)包括位于大棚內(nèi)的氣霧育苗裝置，所述氣霧育苗裝置包括位于地面 上的蓄液池、位于蓄液池上方的支撐件、位于支撐件上的育苗盤、位于育苗盤內(nèi)的基質(zhì)，且 所述蓄液池、支撐件、育苗盤和基質(zhì)共同形成一個中空且不透光的氣霧室；所述蓄液池中盛 裝有營養(yǎng)液，且在所述營養(yǎng)液中設(shè)置有液位計、溶解氧傳感器、PH計、EC計和溫度傳感器；
[0010] 所述氣霧室中含有用于將營養(yǎng)液變成氣霧的霧化噴嘴、CO2測定儀和溫濕度傳感 器，所述營養(yǎng)液在泵的作用下傳遞至霧化噴嘴后形成氣霧，且在營養(yǎng)液從蓄液池至霧化噴 嘴的管道上設(shè)置有用于對營養(yǎng)液加熱的加熱裝置；
[0011] 所述氣霧室外的大棚中含有營養(yǎng)原液容器、清水容器、泵、清水噴嘴、植物補光燈、 溫濕度傳感器、CO 2測定儀、光照強度計；所述營養(yǎng)原液容器和清水容器通過計量泵和管道 向蓄液池中補加營養(yǎng)液，且清水從清水容器中經(jīng)管道和泵的作用下從位于育苗盤上方的清 水噴嘴中向下噴灑，所述植物補光燈和所述光照強度計均位于育苗盤上方；
[0012] 所述氣霧室的支撐件上含有用于對氣霧室內(nèi)作氣體交換的風機。
[0013] 本實用新型中，所述大棚指傳統(tǒng)意義上的大棚、溫室、植物工廠（玻璃房、廠房）等 農(nóng)業(yè)設(shè)施，本文將這些設(shè)施統(tǒng)稱為大棚，大棚具有良好的密封性和保溫性，且大棚的頂蓋透 光。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，本實用新型中的溫濕度傳感器可以是一體設(shè)置的溫濕度 傳感器，也可以是單獨的溫度傳感器和濕度傳感器。
[0014] 在一種具體的實施方式中，所述支撐件包括底座和支架，所述營養(yǎng)原液容器包括A 液容器、B液容器和C液容器。所述A液容器3、B液容器4和C液容器5例如可分別為用 于盛裝酸液和堿液（用于調(diào)節(jié)營養(yǎng)液的pH值）以及用于盛裝無機鹽溶液的容器。
[0015] 在一種具體的實施方式中，所述營養(yǎng)液經(jīng)過濾裝置后在泵的作用下傳遞至霧化噴 嘴，所述過濾裝置從外至內(nèi)包括第一濾芯和第二濾芯，且所述過濾裝置設(shè)置在蓄液池的凹 槽中。
[0016] 在一種具體的實施方式中，使用控制器連接所述營養(yǎng)原液容器連通的計量泵、清 水容器連通的計量泵、液位計、溶解氧傳感器、pH計、EC計、溫度傳感器、溫濕度傳感器、加 熱裝置、泵、風機、植物補光燈、〇) 2測定儀和光照強度計。
[0017] 優(yōu)選地，在營養(yǎng)液從蓄液池至霧化噴嘴的管道上還設(shè)置有水壓調(diào)節(jié)器，且所述水 壓調(diào)節(jié)器與控制器連接。
[0018] 在一種具體的實施方式中，所述大棚頂壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置有遮陽網(wǎng)，所述大棚上 含有用于大棚內(nèi)外氣體交換的風機，且所述風機與控制器連接。
[0019] 在一種具體的實施方式中，所述控制器上還連接有監(jiān)控終端。
[0020] 在一種具體的實施方式中，還在所述基質(zhì)中設(shè)置有溫濕度傳感器，且該溫濕度傳 感器與控制器連接。
[0021] 在一種具體的實施方式中，還在所述大棚外設(shè)置有溫濕度傳感器，且該溫濕度傳 感器與控制器連接。
[0022] 在一種具體的實施方式中，所述數(shù)字化精準育苗系統(tǒng)為用于煙草的育苗系統(tǒng)。
[0023] 本實用新型的工作原理是：（1)通過感應(yīng)器分別感知各生長發(fā)育環(huán)境因子水平， 并把感知的信息數(shù)字化；（2)信息傳輸給計算機；（3)計算機對數(shù)據(jù)進行處理，并作出決策； (4)計算機對終端設(shè)備實施運行指揮，實現(xiàn)對相應(yīng)的生長發(fā)育環(huán)境因子進行調(diào)節(jié)與控制。
[0024] 該實用新型的農(nóng)事決策系統(tǒng)可以以農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)為依據(jù)，再結(jié)合用戶的種植品 種、種植季節(jié)、種植環(huán)境、種植目標要求等因素，為用戶提供最優(yōu)模擬與控制模塊；用戶可以 根據(jù)實際需要及客觀條件自行選擇適宜的模擬與控制模塊。該實用新型可以實現(xiàn)人們超越 自然季節(jié)進行農(nóng)業(yè)種植的愿望，隨時可以進行種植；植物始終處在最優(yōu)越的生長發(fā)育環(huán)境 中，從而縮短作物生產(chǎn)周期、顯著提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)；節(jié)水、節(jié)肥，且基本不施用 農(nóng)藥；可以顯著降低大棚的種植管理成本。
[0025] 本實用新型的信息數(shù)字化系統(tǒng)包含信