[发明专利]一种作物生长灌溉决策控制系统

权利要求书

1.一种作物生长灌溉决策控制系统，其特征在于，该决策控制系统包括：

作物数据库，用于存储与作物相关的实验和初始化数据；

土壤数据库，用于存储土壤初始化数据；

气象数据库，用于存储现场环境的最高气温度、最低气温、相对湿度、降水量、风速和太阳辐射强度，以及气象站位置的经纬度和海拔高度数据；

灌水量数据库，用于存储作物生长期灌溉的开始时间、灌水时间和灌水量大小数据；

成果数据库，用于存储每日的作物生长状态和土壤水分状况的数据库，

其中，来自作物数据库的作物参数数据、来自土壤数据库的土壤参数数据以及来自气象数据库的气象数据经过所述决策控制系统的作物生长数学模型的初始化处理后，结合来自灌水量数据库的灌水量数据，经作物生长数学模型作状态计算，由所述决策控制系统根据灌溉决策模型做出灌溉决策，通过成果数据库给出的每日数据输出对灌溉决策效果进行反馈，根据评估结果调整灌溉决策，

所述的灌溉决策模型是利用土壤水分平衡原理计算的数学模型，该模型包括公式：

最小土壤水分含量W_min＝WP+0.75*(FC-WP)，

最大土壤水分含量W_max＝ST，

其中，WP——土壤水分凋萎系数，W_min——最小允许土壤储水量，W_max——最大允许土壤储水量，FC——土壤田间持水量，ST——土壤饱和含水量，

由于要求保持土壤水分含量保持在W_min～W_max之间，按照充分灌溉的要求，当无有效降雨时，计划湿润层中的储水量由于作物的消耗水分接近于W_min，此时需要进行灌溉，以补充水量，此时有：

M＝W_max-W_min-W_r-P₀-K+ET，

其中，W_min——最小允许土壤储水量，W_max——最大允许土壤储水量，W_r——由于计划湿润层增加而增加的水量；

K——时段t内的地下水补给量，即K＝kt；M——时段t内的灌溉水量；

ET——时段t内的作物田间需水量，ET＝et，e为t时段内平均作物田间需水量；

P₀－保存在土壤计划湿润层中的有效雨量，

当执行调亏灌溉时，实际灌水量：M_n＝K_n*M，K_n＝0～1之间，其中，M_n——时段t内的实际灌溉水量；K_n——时段t内的调亏灌水系数。

2.如权利要求1所述的作物生长灌溉决策控制系统，其特征在于，所述作物生长数学模型包括：

作物模型、气象模型和土壤模型，

作物模型，运用统计学方法及其数理逻辑方法和数学语言建构的，是作物从种子到成熟全过程的数学模型，该数学模型由作物生长子程序、作物株重子程序、潜在作物干物质子程序和叶面指数子程序组成，通过分析计算作物生长的叶面指数推断作物潜在耗水量；

气象模型，是基于气象数据收集，根据天气属于干旱年、平均年和丰水年的典型年份的月数据，自动模拟典型年份气候状况生成每日数据的数学模型；

土壤模型，采用农业水利专业中水土平衡方法和数学语言建构的基于土壤蓄水量分析计算的数学模型，该数学模型根据土壤水分平衡方程，计算土壤水的增减变化量。

3.如权利要求1所述的作物生长灌溉决策控制系统，其特征在于，所述气象数据库连接气象监测设备，获取实时的气象数据。

4.如权利要求1所述的作物生长灌溉决策控制系统，其特征在于，所述决策控制系统连接灌溉控制器，决策控制系统根据灌水量数据控制灌溉控制器的输出。