一种香榧智能栽培方法与流程

1.本发明涉及香榧栽培技术领域，具体涉及一种基于生理生态监测的香榧智能栽培方法。


背景技术：

2.香榧(torrega grandis)是红豆杉科，榧属，常绿乔木，原产于中国，秦代就开始种植，至今已有二千多年历史。主要分布于我国长江以南的浙江、江苏南部、江西、福建、湖南、贵州、安徽等地。香榧的植物生长发育受温度、光照、水分、空气、土壤、海拔及养分条件等环境因素的影响。香榧的生长和发育情况则可通过叶面温度、光合有效辐射、茎杆微变化、果实生长、叶绿素含量等进行综合判断。
3.现行的香榧栽培生长环境主要依靠少数林学专家和林技人员凭经验目测手查等传统监测手段，如查看当日天气、光照、土壤的干湿情况、用海拔检测仪监测海拔、根据土壤的颜色判断土壤的肥沃情况等方式勘察香榧生长环境。香榧生长和发育情况则通过目测手查，如尺子测量香榧生长高度和胸径、肉眼查看香榧叶片颜色及果实的大小等方式进行综合判断。然而人为观察存在局限性、模糊性、主观性、滞后性及持久性等诸多不足，降低了对香榧生长环境及其生长和发育情况监测的实时和准确度。香榧栽培者往往凭经验主观臆断开展香榧的栽培，缺乏对香榧生长环境及其生长发育情况的实时动态监测，使香榧栽培缺乏数据支撑。因此，如何依托智能化监测技术，使香榧的栽培技术更科学，更合理，成为目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够科学、合理对香榧进行栽培的智能栽培方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种香榧智能栽培方法，包括以下步骤：
6.s10、设置试验区并在试验区内中种植多株香榧，记录初始信息；
7.s20、在试验区内设置环境数据采集模块、香榧数据采集模块和通信模块，在控制室内设置环境数据分析模块和香榧数据分析模块；
8.s30、根据香榧生长环境理论值和香榧生长发育理论值，分别在环境数据分析模块和香榧数据分析模块内预设环境信息预警值；
9.s40、同一时间段内，环境数据采集模块对多株香榧种植区的环境信息进行采集，并通过通信模块发送至环境数据分析模块，环境数据分析模块将接收到的多株香榧的环境信息逐个与预设的环境信息进行比较、分析和判断，得到环境监测数据；
10.同一时间段内，香榧数据采集模块对多株香榧的生长发育信息进行采集，并通过通信模块发送至香榧数据分析模块，香榧数据分析模块将接收到的多株香榧的生长发育信息进行分类，得到生长监测数据；
11.s50、将环境监测数据和生长监测数据进行叠加对比分析，得出香榧的最适生长发育环境参数，由人工进行最终判定。
12.本发明的有益效果在于：本发明提供的香榧智能栽培方法利用信息化技术手段，能够精准的获得香榧生长发育过程中各项指标参数，以及各项环境参数；将获得的参数建立关系，进而掌握香榧生长发育规律与环境条件间的关系，知晓在不同的地区、不同的季节生长所需的最佳温度、光照、水分、氧气、土壤环境等，知晓不同环境条件对香榧不同生长阶段的影响程度，在此基础上，可以科学、合理的根据种植需求进行精准化、标准化地种植、管理。
具体实施方式
13.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
14.本发明的一种香榧智能栽培方法，利用智能栽培系统进行香榧的智能栽培，所述智能栽培系统包括通信模块、环境数据采集模块、环境数据分析模块、香榧数据采集模块和香榧数据分析模块；
15.所述环境数据采集模块、通信模块和环境数据分析模块依次连接；
16.所述香榧数据采集模块、通信模块和香榧数据分析模块依次连接；
17.所述环境数据采集模块用于采集香榧种植区的环境信息；
18.所述香榧数据采集模块用于采集香榧的生长发育信息；
19.所述通信模块用于将通信环境数据采集模块采集到的香榧种植区的环境信息传递给环境数据分析模块，用于将香榧数据采集模块采集到的香榧的生长发育信息传递给香榧数据分析模块；
20.所述环境数据分析模块用于将接受到的香榧种植区的环境信息与预设的环境信息进行比较、分析和判断；
21.所述香榧数据分析模块用于将接受到的香榧的生长发育信息进行分类。
22.上述的香榧智能栽培方法还包括环境预警模块；
23.所述环境预警模块用于在香榧种植区的环境信息超出预设的环境信息的阈值时发出预警。
24.本发明的一种基于上述的香榧智能栽培系统的香榧智能栽培方法，包括以下步骤：
25.s10、设置试验区并在试验区内中种植多株香榧，记录初始信息；
26.s20、在试验区内设置环境数据采集模块和香榧数据采集模块，在控制室内设置通信模块、环境数据分析模块和香榧数据分析模块；
27.s30、根据香榧生长环境理论值和香榧生长发育理论值，分别在环境数据分析模块和香榧数据分析模块内预设环境信息预警值；
28.s40、同一时间段内，环境数据采集模块对多株香榧种植区的环境信息进行采集，并通过通信模块发送至环境数据分析模块，环境数据分析模块将接收到的多株香榧的环境信息逐个与预设的环境信息进行比较、分析和判断，得到环境监测数据；
29.同一时间段内，香榧数据采集模块对多株香榧的生长发育信息进行采集，并通过通信模块发送至香榧数据分析模块，香榧数据分析模块将接收到的多株香榧的生长发育信
息逐个与预设的生长信息进行分类，得到生长监测数据；
30.s50、将环境监测数据和生长监测数据进行叠加对比分析，得出香榧的最适生长发育环境参数，由人工进行最终判定。
31.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的香榧智能栽培方法利用信息化技术手段，能够精准的获得香榧生长发育过程中各项指标参数，以及各项环境参数；将获得的参数建立关系，进而掌握香榧生长发育规律与环境条件间的关系，知晓在不同的地区、不同的季节生长所需的最佳温度、光照、水分、氧气、土壤环境等，知晓不同环境条件对香榧不同生长阶段的影响程度，在此基础上，可以科学、合理的根据种植需求进行精准化、标准化地管理。摆脱了依靠经验和单纯主观判断进行栽培的传统栽种模式，形成因地制宜，有的放矢的智能栽种模式。为提高香榧栽种成活率、获得高品质、高果率的香榧提供了基础。
32.所述初始信息包括海拔、坡度、坡位、树高、胸径、冠幅和叶色。
33.所述香榧种植区的环境信息包括温度、湿度、土壤水分、土壤ph、太阳辐射、gps坐标位置。
34.所述香榧的生长发育信息包括香榧的叶面温度、光合有效辐射、茎杆微变化、果实生长、叶绿素含量。
35.所述试验区包括多个子试验区，多个所述子试验区位于同一海拔、不同坡度、不同方位。
36.从上述描述可知，通过在同一海拔的不同坡度和方位设置子试验区，可获得更为全面的环境信息与生长信息，为精准化种植提供了数据基础。
37.所述子试验区包括至少3个种植区，每个种植区内种植至少10株香榧，株间距为4
‑
4.5m；
38.种植香榧前挖穴，挖穴的规格为80cm
×
80cm
×
60cm，每个穴内施钙镁磷底肥0.5
‑
1kg，栽种后回表土。
39.所述环境数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、土壤水分传感器、土壤ph传感器、太阳辐射传感器和gps定位仪。
40.所述香榧数据采集模块包括叶面温度传感器、光合有效辐射传感器、茎秆微变化传感器、叶绿素含量传感器和果实生长传感器。
41.叶面温度传感器置于叶片背阳面，与叶片充分接触；
42.光合有效辐射对植物的光合作用、生长发育、形态建成和植物代谢等都有调控作用，照射在植物上的不同波段的光对植物的生理影响不同，因而不同波段的光参与光合作用的权重不同，并且随香榧生长的阶段而变化，其检测具有重要意义；
43.香榧的生长和水分平衡影响着杆茎行为，茎杆微变化传感器是高精度位移增量传感器，用于微米范围内对茎杆的直径微变化进行监测；
44.叶绿素的含量与植物光合作用及氮素营养有密切的关系，在科学施肥、育种及香榧病理研究上具有重要作用；
45.香榧果实变化和果实的生长和水分平衡有关，其中果实的增长是占主导地位的，通过果实变化传感器测量香榧果实直径变化，定位精确观测香榧果实的生长情况。
46.所述通讯模块包括无线传输设备和4g信号传输设备。
47.实施案例如下：
48.一种香榧智能栽培方法，包括以下步骤：
49.s10、在浙江地区设置试验区，随机选择位于同一海拔、不同坡度、不同方位的3个子试验区，每个子试验区包括3个种植区(3个重复)，每个种植区内种植10株香榧，株间距为4.5m，记录海拔、坡度、坡位、树高、胸径、冠幅和叶色的初始信息；
50.其中，种植香榧前挖穴，挖穴的规格为80cm
×
80cm
×
60cm，每个穴内施钙镁磷底肥0.5
‑
1kg，栽种后回表土；
51.s20、在试验区内设置无线传输设备、4g信号传输设备、温度传感器(新普惠ph
‑
527
‑
qws)、湿度传感器(新普惠ph
‑
527
‑
tws)、土壤水分传感器(新普惠ph
‑
527
‑
tws)、土壤ph传感器(新普惠ph
‑
527
‑
trsj)、太阳辐射传感器(新普惠ph
‑
527
‑
tbq)、gps定位仪(新普惠ph
‑
527
‑
4g)、叶面温度传感器(欧熙科贸lt
‑
2m)、光合有效辐射传感器(欧熙科贸rth meter)、茎秆微变化传感器(欧熙科贸sd
‑
6m)、叶绿素含量传感器(新普惠y515
‑
a)和果实生长传感器(欧熙科贸fi
‑
sm)；
52.在控制室内设置信息处理中心，信息处理中心将接受到的香榧种植区的环境信息与预设的环境信息进行比较、分析和判断；将接受到的香榧的生长发育信息进行分类；在香榧种植区的环境信息超出预设的环境信息的阈值时发出预警；
53.s30、根据香榧生长环境理论值，分别在环境数据分析模块和香榧数据分析模块内预设环境信息预警值和生长信息预警值；
54.香榧生长环境理论值和香榧生长发育理论值为：浙江省历年香榧适生平均气温16.8℃，最冷月(1月)平均气温为4.5℃，最热月(7月)平均气温28.9℃。年均无霜期272天，降水量1356.4mm，相对湿度81％，年日照时数1737.6h，光热能和水分条件较好，土壤肥力高，满足香榧的生物学习性，适宜香榧生长；
55.预设环境信息预警值，见表1所示；
56.表1
57.环境参数预警值温度发育温度：15℃
‑
35℃；生长温度：13℃
‑
18℃；温差昼夜温差：3℃
‑
7℃太阳辐射每天日照10
‑
12h，或14h以下水分土壤中相对含水量5％
‑
15％ph值土壤中ph值5
‑
12
58.s40、同一时间段内，温度传感器、湿度传感器、土壤水分传感器、土壤ph传感器、太阳辐射传感器、gps定位仪采集香榧种植区内的环境及坐标位置数据信息，并通过4g信号传输设备发送至信息处理中心，信息处理中心将接收到的多株香榧的环境信息逐个与预设的环境信息进行比较、分析和判断，得到环境监测数据；
59.同一时间段内叶面温度传感器、光合有效辐射传感器、茎秆微变化传感器、叶绿素含量传感器和果实生长传感器采集香榧的叶面温度、光合有效辐射、茎杆微变化、果实生长和叶绿素含量数据信息，并通过4g信号传输设备发送至处理中心，信息处理中心将接收到的多株香榧的生长发育信息进行分类，得到生长监测数据；
60.s50、将环境监测数据和生长监测数据进行叠加对比分析，利用预警值和时间检测
数据对比呈现的偏差，逐项研究判断，得出香榧的最适生长发育环境参数，提出改善香榧生长环境的调整策略。
61.综上所述，本发明提供的香榧智能栽培方法利用信息化技术手段，能够精准的获得香榧生长发育过程中各项指标参数，以及各项环境参数，将获得的参数建立关系，进而掌握香榧生长发育规律与环境条件间的关系，知晓在不同的地区、不同的季节生长所需的最佳温度、光照、水分、氧气、土壤环境等，知晓不同环境条件对香榧不同生长阶段的影响程度，在此基础上，可以科学、合理的根据种植需求进行精准化、标准化地管理。同时能够将采集到的信息与预设信息进行比对、预警，在种植过程中可实时监控异常信息，并快速制定应急计划或调整栽种模式；
62.该智能化栽培方法的出现，摆脱了依靠经验和单纯主观判断进行栽培的传统栽种模式，形成因地制宜，有的放矢的智能栽种模式。为提高香榧栽种成活率、获得高品质、高果率的香榧提供了基础。
63.以上所述仅为本发明的实施案例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。