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一种基于云模型的水肥配比控制策略

安徽农业科学 2022年第12期50卷 214-217页

作者：唐先红吴云志安徽农业大学安徽合肥230031

针对水肥配比控制精度低以及控制方法对于被控系统动态变化适应性弱的问题,开展了水肥配比控制策略设计,构建了基于云模型的模糊PID控制方法,能够有效改善传统PID控制对被控系统动态变化适应性较弱的问题,实现了根据输入值的动态变化对... 详细信息

针对水肥配比控制精度低以及控制方法对于被控系统动态变化适应性弱的问题,开展了水肥配比控制策略设计,构建了基于云模型的模糊PID控制方法,能够有效改善传统PID控制对被控系统动态变化适应性较弱的问题,实现了根据输入值的动态变化对PID控制参数的实时修正。最后通过试验验证了方法的有效性,表明将基于云模型的模糊PID控制方法用于水肥配比控制可以快速调节肥液流速,缩短水肥比例调控的时间,实现根据由水压等原因导致水流速的变化来动态调节肥液流速,使得系统按照理想的水肥比例将水和肥同步灌溉到作物,具有较好的应用前景。

关键词：水肥一体化云模型模糊控制 PID控制水肥配比

不同水肥配比对小麦产量的影响——基于多因素响应面分析

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四川农业大学学报 2021年第1期39卷 47-54页

作者：刘诚季振义江兵王勇王刚四川农业大学商学院四川都江堰611830 四川农业大学水利水电学院四川雅安625014 四川农业大学林学院成都611130

【目的】明确不同水肥配比对小麦株高、穗粒数和千粒重等生育性状的影响,以及不同生育性状之间的相关性,寻求最佳水肥配施方案。【方法】以绵麦44为材料,利用多因素响应面分析法,通过三因素三水平的响应面优化试验,建立小麦生育性状二... 详细信息

【目的】明确不同水肥配比对小麦株高、穗粒数和千粒重等生育性状的影响,以及不同生育性状之间的相关性,寻求最佳水肥配施方案。【方法】以绵麦44为材料,利用多因素响应面分析法,通过三因素三水平的响应面优化试验,建立小麦生育性状二次回归方程。【结果】响应面分析表明,回归模型显著。施氮量和灌水量与株高正相关,影响极显著;施磷量与穗粒数正相关,影响极显著;施氮量和灌水量与千粒重正相关,影响极显著。生育性状相关性分析表明,株高对千粒重有显著影响,穗粒数对千粒重无显著影响。【结论】最优水肥处理方案为施氮量220 kg/hm2,施磷量87 kg/hm2,灌水量60 mm。试验结果为株高(87.48±1.63)cm,穗粒数(37.6±1.05)粒,千粒重(47.88±0.86)g。

关键词：多因素响应面水肥配比株高穗粒数千粒重绵麦

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不同水肥配比对甘蔗生长及养分状况的影响

不同水肥配比对甘蔗生长及养分状况的影响

作者：王超然广西大学

学位级别：硕士

本研究探讨不同水肥配比对甘蔗的产量和品质等农艺性状、氮磷钾元素的吸收利用及其土壤养分元素的影响。于2017年在广西壮族自治区崇左市江州区太平镇驮逐村陇铎屯试验基地进行大田试验,试验设1种空白对照试验(CK处理:不施追肥和不灌水... 详细信息

本研究探讨不同水肥配比对甘蔗的产量和品质等农艺性状、氮磷钾元素的吸收利用及其土壤养分元素的影响。于2017年在广西壮族自治区崇左市江州区太平镇驮逐村陇铎屯试验基地进行大田试验,试验设1种空白对照试验(CK处理:不施追肥和不灌水,按常规方法进行下种、施药及其它常规的经营管理)和3种不同水肥配比处理(WF1处理:下种、施药等常规管理与CK相同,施追肥量为WF2处理的70%,灌水量为WF2处理的80%;WF2处理:下种、施药等常规管理与CK相同,按当地施追肥:N:292.95 kg hm-2、P2O5:146.475 kg hm-2、K2O:439.425 kg hm-2,灌水量为 437.175m3hn-2;WF3处理:下种、施药等常规管理与CK相同,施追肥量为WF2处理的130%,灌水量为WF2处理的150%)。通过研究测定甘蔗农艺性状并测出不同生育时期各土层土壤养分含量和植株地上部各部位氮磷钾含量,计算氮磷钾吸收利用等指标,由此分析不同水肥配比对甘蔗的产量和品质等农艺性状、氮磷钾等养分元素的吸收利用及其土壤养分的影响。结果表明:(1)不同水肥配比处理的各生长指标与产量和品质指标都要优于空白对照处理,甘蔗单茎重、产量和蔗糖分都随追水肥耦合量的增加而先增后减,总体而言WF2处理的各生长指标与产量和品质指标优于WF1和WF3处理。所以最适水肥配比处理为WF2。(2)N、P、K肥偏生产力随施追水氮量的增加而减少;N、P、K肥的农学效率随施追水氮量的增加呈先增加后减少的趋势;N、P、K肥表观回收率随施追水氮量的增加而减少。从肥料利用率方面的数据来看,WF2处理要优于WF1和WF3处理。(3)不同水肥配比处理甘蔗各部位氮、磷、钾等累积量均要优于空白对照处理。甘蔗地上部氮、磷和钾等累积量主要集中在甘蔗茎中,且WF2处理总体上要优于WF1和WF3处理。(4)20-40 cm 土层的土壤养分含量比0-20 cm和40-60 cm 土层高;土壤养分含量从苗期到分蘖期呈增长状态,从分蘖期到工艺成熟期则呈下降状态。因此从甘蔗的农艺性状、养分利用率和养分累积量等角度来看,WF2处理为最佳施追水肥量。

关键词：水肥配比农学效率表观回收率土壤养分养分利用率养分累积量

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不同水肥配比对核桃生长的影响

山东林业科技 2019年第4期49卷 37-41页

作者：王评马丙尧马风云王霞黄雅丽马江燕德州市自然资源局山东德州山东省林业科学研究院山东济南250014 山东农业大学林学院山东泰安270018 潍坊职业学院山东潍坊262737

为了寻求适宜于核桃水肥一体化种植中合理的水肥配比,以4年生香玲核桃为研究对象,探讨不同灌溉施肥配比的水肥一体化在核桃栽培中节水节肥增产效能上的影响。研究结果表明:(1)生育期内各处理叶绿素含量均呈“单峰”曲线变化,随生育期的... 详细信息

为了寻求适宜于核桃水肥一体化种植中合理的水肥配比,以4年生香玲核桃为研究对象,探讨不同灌溉施肥配比的水肥一体化在核桃栽培中节水节肥增产效能上的影响。研究结果表明:(1)生育期内各处理叶绿素含量均呈“单峰”曲线变化,随生育期的推进呈先增大后减小的趋势;(2)各处理核桃树LAI值均呈现先增大后降低的变化趋势,其中W2T2处理时,LAI最大,且提高光合速率;(3)随着灌溉施肥的增加,各处理核桃果实产量的变化均表现为先增大后趋于稳定,在W2T2处理时,达平稳状态;(4)随着水、肥供给量的增加,核桃蛋白质脂肪含量均呈现先增后下降的趋势,且在处理W2T2时,果实品质达最优。综上所述,滴灌条件下,处理W2T2的水肥组合模式不仅减少了水肥的投入量,而且能够促进核桃生长、确保产量,同时改善了果实品质并大幅度提高了水肥利用效率,是比较适宜核桃水肥一体化管理的新模式。

关键词：核桃水肥一体化水肥配比产量品质水肥利用率

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基于差分进化算法的水肥配比控制系统设计

江苏农业科学 2019年第1期47卷 207-210页

作者：彭炫周建平许燕杨莉玲李忠新新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆农业科学院农业机械化研究所新疆乌鲁木齐830000

水肥混合配比的灌溉施肥方式能提高水和肥料的利用率。水肥配比后的浓度是影响施肥效果好坏的关键。因此,针对水肥混合配比控制系统中的滞后性、大惯性、非线性等问题,提出一种基于差分进化(differential evolution,简称DE)整定的比例-... 详细信息

水肥混合配比的灌溉施肥方式能提高水和肥料的利用率。水肥配比后的浓度是影响施肥效果好坏的关键。因此,针对水肥混合配比控制系统中的滞后性、大惯性、非线性等问题,提出一种基于差分进化(differential evolution,简称DE)整定的比例-积分-微分(proportion integral derivative,简称PID)水肥混合配比控制方法,以提高水肥混合配比后浓度的精准性和稳定性。并通过软件仿真对比传统PID控制和差分进化整定的PID水肥混合配比控制的效果。结果表明,利用差分进化算法对PID参数调节后的控制系统在提升肥液浓度响应速度、超调量、抗干扰能力等方面都具有较强的优势。最后,通过水肥混合配比浓度控制试验,验证差分进化算法整定的PID控制系统良好的控制效果,证实其可以满足实际灌溉施肥中的控制要求。

关键词：水肥配比肥液浓度控制差分进化算法 PID控制 Matlab仿真试验

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不同水肥配比对土壤氮素的影响

农业工程技术 2017年第29期37卷 9-10页

作者：石玖芳赵兴杰杨彦尹艳莉康敏段选林山西省太原市农业环境监测站太原030027 山西省太原市土壤肥料工作站太原030027 山西省太原市农业技术推广站太原030027 山西省娄烦县农业技术推广中心山西娄烦030300

试验通过研究不同水肥配比对土壤中硝态氮和铵态氮含量的影响及硝态氮在土壤中的垂直分布研究,探索通过调控水肥配比和N素形态配比,提高水肥利用效率的施肥模式。

关键词：水肥配比土壤氮影响

水肥耦合对滴灌骏枣产量及果品等级的影响研究

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灌溉排水学报 2023年第7期42卷 45-51,100页

作者：周小杰吕廷波邢猛宋仁友付鑫法石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000 现代节水灌溉兵团重点实验室新疆石河子832000

【目的】探索南疆滴灌骏枣的产量及骏枣等级比例对水肥耦合的响应规律,为当地骏枣生产提供节水节肥优质的水肥配比模式。【方法】研究对象为南疆典型自压灌区昆玉市224团10 a成龄骏枣,参考当地生产实践,以灌水量770 mm、施肥量1125 kg/h... 详细信息

【目的】探索南疆滴灌骏枣的产量及骏枣等级比例对水肥耦合的响应规律,为当地骏枣生产提供节水节肥优质的水肥配比模式。【方法】研究对象为南疆典型自压灌区昆玉市224团10 a成龄骏枣,参考当地生产实践,以灌水量770 mm、施肥量1125 kg/hm^(2)为对照,采用水(W1:540 mm,W2:630 mm,W3:720 mm)、肥(F1:562.5 kg/hm^(2),F2:810 kg/hm^(2),F3:1080 kg/hm^(2))双因素三水平试验,运用二元回归方程及归一化处理方法。【结果】灌水量对灌溉水分利用效率(IWUE)和骏枣单果质量、纵横径、等级比例影响均达到显著性水平(P水肥交互作用对骏枣产量、IWUE、PFP、骏枣等级比例(除四级果率外)影响均达到极显著水平(P0.05)。【结论】适宜水肥配比量是提高骏枣产量、外观品质、果品等级比例的关键因素。通过分析不同水肥配比与产量、骏枣等级比例数学模型,综合考虑骏枣提质增效目标,提出适宜水肥配比区间为灌水量(639.21~642.85mm),施肥量(N 374.38~384.02 kg/hm^(2)、P2O5187.19~192.01 kg/hm^(2)、K2O 280.79~288.02 kg/hm^(2))。

关键词：骏枣滴灌水肥配比产量果品等级骏枣等级比例

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基于变论域模糊PID的水肥控制策略研究

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2023年第11期51卷 144-154页

作者：王庆华周晶侯俊才西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434

【目的】设计用于三通道灌溉施肥机的变论域模糊比例积分微分(PID)水肥配比控制器,为水肥一体机灌溉过程中水肥配比的精准控制提供支持。【方法】结合自动化技术和智能控制算法,设计变论域模糊PID水肥配比控制策略,通过流量传感器实时... 详细信息

【目的】设计用于三通道灌溉施肥机的变论域模糊比例积分微分(PID)水肥配比控制器,为水肥一体机灌溉过程中水肥配比的精准控制提供支持。【方法】结合自动化技术和智能控制算法,设计变论域模糊PID水肥配比控制策略,通过流量传感器实时监测水肥一体机灌溉过程中的水肥配比,采用变论域模糊PID控制策略调控阀门开度改变吸肥泵的回水量,实现对灌溉溶液中水肥配比的控制,并以蔬菜上海青为对象,通过田间试验对该算法的控制效果进行试验验证。【结果】与传统PID控制系统相比,变论域模糊PID控制系统的水肥配比波动和超调量均较小,到达稳态的时间缩短了5~25 s;变论域模糊PID控制的水肥配比误差不超过5%。田间试验结果表明,与使用传统人工灌溉施肥相比,采用变论域模糊PID控制策略的水肥一体化系统灌溉上海青可以节水14.92%,节省尿素14.68%,节省过磷酸钙12.76%,且上海青的平均全长、株高、开展度、叶片数分别提高了15.86%,17.67%,18.92%和21.73%,产量提高了41.73%。【结论】实现了水肥一体机水肥配比的变论域模糊PID控制,设计的水肥一体机的性能可以满足实际生产需求。

关键词：变论域模糊PID 水肥一体化系统水肥配比

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基于STM32的植株缺素水肥调节系统设计与试验

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农业工程 2022年第3期12卷 56-60页

作者：李澍源郭巧惠林真郑志聪练开明福建农林大学金山学院福建福州350002

设计了基于STM32单片机的水肥调节系统,该系统通过控制不同电磁阀开度实现不同元素水肥配比的调节。以生菜为例研究在其他元素水肥配比正常浓度的情况下,调节控制钾肥浓度的电磁阀开度,使得不同生菜对照组在具有不同钾肥浓度下生长,对... 详细信息

设计了基于STM32单片机的水肥调节系统,该系统通过控制不同电磁阀开度实现不同元素水肥配比的调节。以生菜为例研究在其他元素水肥配比正常浓度的情况下,调节控制钾肥浓度的电磁阀开度,使得不同生菜对照组在具有不同钾肥浓度下生长,对比研究不同钾肥浓度与生菜叶片面积和植株高度的关系,从而得到电磁阀开度调整策略,实现水肥配比的精准调节。

关键词： STM32 水肥配比生菜钾肥浓度精准调节