基于叶绿素荧光参数的番茄水分胁迫分析及配套自动灌溉系统设计

作     者：孙卓 

作者单位：沈阳农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：纪建伟

授予年度：2017年

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：番茄 水分胁迫 叶绿素荧光参数 设施农业 自动灌溉系统 

摘      要：21世纪我国的社会经济快速发展,随之而来的是我国城市化和工业化的进程不断加快,在这样的背景下,我国的设施农业发展迅速。由于农业水资源分布的不均衡性,在我国的北方地区,设施农业生产是高度集约化的农业生产,对于水资源节约这样的经济因素要求较高。因此本研究针对设施温室番茄生产,从番茄幼苗生长发育中对水分需求的角度出发,深入研究分析番茄苗期的灌溉依据,最终达到设施温室番茄灌溉既考虑被灌溉植物生长发育对水分的需求,又兼顾设施温室农业生产经济性的目的。本文以番茄为试材,在沈阳农业大学信息与电气工程学院农业生物信息智能检测研究所条件下,进行了基于叶绿素荧光参数的番茄水分胁迫分析及配套灌溉系统的研究设计工作。主要研究内容有以下几个方面:(1)番茄叶绿素荧光各参数的意义及其检测方法的研究对叶绿素荧光参数与植物光合作用的关系进行了简要的分析,并对番茄叶绿素荧光参数与水分胁迫之间的关联进行了探讨。设计了以MINI-PAM调制荧光仪为核心的叶绿素荧光检测系统。(2)水分胁迫下番茄生长发育环境的研究为了保证各组番茄幼苗在准确的水分胁迫等级下生长发育,本文设计了土壤水分含量实时监测系统。本系统核心控制器为STC89C52,A/D转换器采用ADC0809;传感器采用HM1500LF 土壤湿度传感器;采用4位LED显示器实时显示土壤水分含量;系统还具备报警功能,可提示工作人员土壤水分含量已经不再设定范围内。(3)基于叶绿素荧光参数的番茄水分胁迫试验研究在搭建好的水分胁迫条件下,利用设计好的叶绿素荧光检测系统对番茄幼苗的叶绿素荧光参数进行了测量,并对测量到的数据进行了统计和全面分析。探讨分析番茄幼苗不同水分胁迫与叶绿素荧光参数变化之间的关联,并确定了土壤相对含水量按照田间最大持水量65%～70%处理为番茄幼苗最佳土壤水分含量,为设施温室番茄苗期的灌溉提供了依据。(4)试验结果配套的设施温室自动灌溉系统研究以实验结果确定的最佳土壤水分含量为基础,设计出了配套的设施温室番茄幼苗灌溉系统。该系统集成了前期设计的土壤水分含量实时监测系统,实现利用上位机通过该界面可以对整个温室自动灌溉系统进行监测与控制。