[发明专利]基质栽培监测装置、系统及方法

说明书

本发明涉及基质栽培水肥管理技术领域，公开了一种基质栽培监测装置、系统及方法，其中基质栽培监测装置包括顶部称重机构和底部称重机构，顶部称重机构包括拉力传感器，拉力传感器的检测端用于悬吊连接植物；底部称重机构包括压力传感器和压设于压力传感器上的回液收集槽，回液收集槽用于容置基质栽培槽，以收集基质栽培槽渗漏的回液；回液收集槽开设有排液口。该基质栽培监测装置结构简单、使用方便，通过称重方式实现基质含水量以及作物生理生长参数的准确测量，全方位地了解植物体内的水分子运动，研究植物在整个生长阶段的耗水规律，能够满足无土栽培槽以及多盆盆栽等不同的设施应用场景需求，为设施水肥管理提供决策依据。

技术领域

本发明涉及基质栽培水肥管理技术领域，尤其涉及一种基质栽培监测装置、系统及方法。

背景技术

在土壤-植物-大气(SPAC)动态系统中，水循环作为植物的重要生理活动，其对植物的影响贯穿整个生长阶段。蒸散作为植物水文循环中的重要组成部分，与植物的各项生理活动和生物产量的形成有着密切的联系。目前我国主要通过蒸渗仪来测定植物的蒸散量，其依据水量平衡原理，通过单位时间内植物-土壤整体质量的变化来直接反映水分的蒸散。近几年，针对于小型盆栽作物的蒸散测量装置收到了广泛的研究。例如中国实用新型专利(公开号CN208334327U)公开了一种植物蒸腾在线监测仪，其通过检测植物叶片蒸腾产生的水蒸气，获取相关数据再代入模型公式计算植物的蒸散量。

但由于在实际的生产过程中，作物土培存在连坐障碍、土壤次生盐渍化和营养难于调控等缺点，近年来营养液栽培和基质栽培等无土栽培技术快速发展起来。对于这类栽培方式，目前的研究主要集中在对基质含水量的检测装置，例如中国发明专利(公开号CN103424147A)公开了一种无土栽培基质多参数检测仪，其通过平板复合电极及相应的信号调理电路完成基质的含水量、电导率的在线检测，并对测量指标进行了补偿，提升了测量精度。中国发明专利(公开号CN103207217A)公开了一种非插入式栽培基质含水量传感器，其通过单侧敏感型电容探头和测量电路获取基质表层含水量，并建立了输出电压信号和基质含水量的两点标定模型方法。中国实用新型专利(公开号CN205003135U)公开了一种无土栽培基质含水量、电导率检测仪，其通过控制开关轮流检测基质水分和电导率，消除了水分检测传感器和电导率传感器同时放置于液体中所存在的干扰问题，提高了检测结果的准确性。中国发明专利(公开号CN102435645A)公开了一种无土栽培基质含水量、电导率检测方法及其传感器，其通过电容性探针获取基质复介电常数，进一步分解计算求得基质含水量和电导率的值。

从上述研究成果可以得出，针对于土培模式下植物蒸散测量装置的种类在不断丰富，且主要以蒸渗仪法为主。而对于基质栽培模式下植物耗水规律的研究，现主要是通过含水量、电导率和温度传感器监测基质环境来实现。目前还没有针对基质栽培模式下的蒸散测量装置，很难研究这种栽培方式下植物的耗水规律。而对于基质栽培模式下植物耗水规律的研究，有利于更好地调控植物生长过程中的水肥状况，提高设施作物的产量和品质。在基质栽培的过程中由于作物信息在线获取困难，存在无法确定合理的水分养分灌溉点、对于作物对水分和养分的吸收量不确定等问题，难以实时掌握植物的生长状况。

基质作为植物水分和养分的供给体，基质的含水量直接影响着植物生长的环境和作物的质量和产量。现有测量基质含水量的装置大多直接采用土壤水分传感器，由于与土壤相比，基质栽培颗粒松散，检测空隙率较大，密度和含水量变化也较大，与土壤存在着很大的差异，在实际的测量中存在较大误差。现有的专用于测定基质含水量的设备很少，传感器标定流程复杂，且设备对不同基质类型检测的适用性差，检测稳定性和准确性有待提高。同时在栽培过程中作物根系发达影响含水量测量，导致传统测量方式不适用于基质测量。

发明内容

本发明实施例提供一种基质栽培监测装置、系统及方法，用以解决现有的基质栽培中对基质含水量测量精度低的问题，为设施水肥管理提供决策依据。