[发明专利]一种南丰蜜桔智能光谱监测和氮肥定量诊断系统及方法

说明书

本发明属于智能南丰蜜桔光谱定量监测技术领域，公开了一种南丰蜜桔智能光谱监测和氮肥定量诊断系统及方法，所述南丰蜜桔智能光谱监测和氮肥定量诊断系统包括：光谱数据采集模块、图像采集模块、主控模块、4G无线数据传输模块、氮肥诊断调控模块、数据存储模块、显示模块。本发明实现了南丰蜜桔的精确施肥和果园的远程监管，显著提高果园的管理效率，降低管理成本。与传统手段相比，本发明快速、无损、省时，而且信息获取量大，可现实南丰蜜桔的精确诊断和智慧调控。同时本发明能够实现南丰蜜桔氮肥的精确管理，提高南丰蜜桔生产的科学化和信息化管理水平，改善南丰蜜桔品质，促进南丰蜜桔产业的可持续发展。

技术领域

本发明属于智能南丰蜜桔光谱定量监测技术领域，尤其涉及一种南丰蜜桔智能光谱监测和氮肥定量诊断系统及方法。

背景技术

目前，南丰蜜桔是江西驰名中外的名优特产，自古以来就有“贡桔”之美称，距今已有1300多年栽培历史，以皮薄核少、汁多化渣、甜酸适口、风味独特而享誉中外，被斯大林誉为“桔中之王”。2003年，南丰蜜桔被国家质量监督检验检疫总局批准为原产地域保护产品，这是我国最早获原产地域保护的柑桔品种。2007年，南丰蜜桔被国家工商总局认定为“中国驰名商标”。目前，南丰蜜桔种植面积达100万亩，产值超过一百亿元。远销东南亚、中东、北美、南美、欧盟等48个国家和地区。近年来，南丰蜜桔生产得到了突飞猛进的发展，但令人忧虑的是，南丰蜜桔的品质却存在着下降的问题，已经严重影响南丰蜜桔的自身形象和竞争力。营养条件影响南丰蜜桔的生长发育、产量形成及果实品质优劣。研究表明，精确施肥可改善南丰蜜桔品质，能明显提高果实可食率，从而提高南丰蜜桔的品质。精准施肥，既可经济有效地利用肥料，又可有效地改善果实品质。精确、科学施肥，提高肥料利用率，减少肥料损失，最大限度提高肥料增产增收效益，消除施肥不当引起的对环境造成的不良影响。而营养肥料中，氮肥又是南丰蜜桔需求最大，消耗最多，对生长影响最显著的。不同生育时期对氮肥的需求和敏感性差异较大。南丰蜜桔对缺氮较为敏感，缺氮致使新梢抽生不正常，枝叶稀少而细小，叶薄，叶色呈淡绿色至黄色，病叶提前脱落。而叶片中氮素含量过多，会使果实皮粗果大。

但目前南丰蜜桔果园管理水平较低，管理较粗放，造成营养不平衡而影响品质，使南丰蜜桔品质下降。传统南丰蜜桔生产管理仅凭经验对树势强弱做出判断并进行施肥，对南丰蜜桔生长状况往往缺乏准确量化认识，造成施肥不足导致植株长势差、产量低、品质不佳等问题，或过量施肥(特别是氮肥)，易造成树长叶不长果、果实酸度增高、肥料利用率下降、生产成本上升和面源污染等问题，从而影响南丰蜜桔的丰产提质增效。基于反射光谱监测南丰蜜桔的氮肥营养状况，是实现南丰蜜桔实时、无损、快速诊断的有效工具和手段。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中南丰蜜桔果园管理水平较低，管理较粗放，凭经验施肥，缺乏精确的手段，造成营养不平衡而影响品质，使南丰蜜桔品质下降。基于光谱的氮肥精确诊断调控已在水稻、小麦等作物上有大量的研究和应用，但基于南丰蜜桔生理特征的光谱数据精确获取、氮肥的诊断调控还未见报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种南丰蜜桔智能光谱监测和氮肥定量诊断系统及方法。

本发明是这样实现的，一种南丰蜜桔智能光谱监测和氮肥定量诊断方法，其特征在于，所述南丰蜜桔智能光谱监测和氮肥定量诊断方法，包括：

步骤一，光谱数据采集模块采用定制的特征波段多光谱传感器，实时获取南丰蜜桔光谱数据，将采集的光谱数据传递到主控模块；图像采集模块利用摄像头，实时获取果树图像信息，将果树图像信息传递到主控模块；

步骤二，根据采集的数据，氮肥诊断调控模块，对采集到的南丰蜜桔光谱数据进行处理，通过模型对南丰蜜桔氮肥进行诊断调控，指导氮肥精确管理，与主控模块连接；

步骤三，主控模块控制4G无线数据传输模块采用4G网络技术，实时传输光谱和图像数据；主控模块控制数据存储模块通过存储器存储采集的南丰蜜桔光谱数据、图像数据和氮肥的诊断调控结果；