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六 植物快繁模拟计算机系统对各环境因子的调控原理
中国农业硅谷网 2006-6-8 16:42:52 点 击数: 关键词:快繁,计算机
60~80%为最佳。那么,计算机系统是如何实现控制呢?当智能叶片的基质湿度传感器检测到湿度过低时,则会发出间歇弥雾增湿的方式进行增湿,当达到适宜值时,停止弥雾,一般以达到下限值60%作为标准值,这样使湿度区间还有20%的缓冲空间,否则常会出现控制矛盾的问题。
        当智能叶片把当前基质湿度传感信号传送给系统主机后,系统需先与当前相关各环境参数值进行比较权衡运算,再经专家模式作出控制决策,这样才不会造成控制上出现的矛盾现象,比如夏季常遇高温胁迫,需频繁地进行微喷降温,而基质湿度可能此时已达到或超过设定上限值,无需环境再加湿,此时如用线性精确控制法是难以实现植物所需环境模拟创造的。特别是相关的空气湿度与叶片水分蒸发系数及空气温度间产生执行矛盾时,需采用间歇回归式负反馈调控,以最小的相关因子波动来达到最佳的控制效果。比如当基质湿度又过高时,计算机会以较少的弥雾量与较高的频率来实现环境降温,达到降温效果同时,又不会使基质湿度提高;这些控制都得通过专家系统中的模糊控制函数运算来实现。采用模糊控制,是实现农业环境非线性变化条件下,达到智能控制的一种最有效方法与最科学的解决方案。

 

6 EC值的调控:
    植物的生长发育等生理过程离不开营养,营养物质的及时补充,是植物正常健壮生长的保障。
由于智能苗床是珍珠岩、河沙之类的一个无机环境,而通常配制营养液用的水溶性无机盐,这些电解质的水溶液具有导电作用,导电能力的强弱可用电导率(也就是EC值)表示,在一定浓度范围内,溶液的含盐量与电导率呈密切的正比关系,含盐量愈高,溶液的电导率愈大。因此营养液的电导率能反映溶液中盐分含量的高低,智能叶片测出基质中EC值低于1/2标准液浓度时,计算机系统将结合专家系统,智能开启营养液电磁阀,适时进行营养液的补充。但是在补充的时间上通常以晚上补充为好,因为晚上苗床温度环境稳定,水分弥雾次数较少,可以延长营养液停留在叶片表面的时间,以增进叶片的吸收。在控制上采取这样的方式补充,比如当白天智能叶片检测到营养液EC值低于设定值时,它不会马上开启补充,而是要待到当天太阳西落后的傍晚或晚上补充,一般采用间歇弥雾的方式进行补充与调整,每次补充以叶片见湿为准,经多次补充后慢慢让基质EC值达到设定值,这样不会造成营养液的浪费,也给能检测到准确的EC值给予了缓冲时间,因为营养液喷到苗床后,要待智能叶片检测到信号,需一段营养液下渗时间,否则采用一次补充的方式,常会出现检测延后,而导致过量,这在区间模糊控制中,已说明了农业控制方式固有的特点。

 

7 光照的调控:
    光是植物光合作用的能源,没有阳光,光合作用就不能进行,不定根的形成和发育就会受到严重影响。一般来说,光照充足,光合作用旺盛,形成碳水化合物多,离体材料体内的物质积累就多。根系的产生和发育就健壮,所以光照又是离体材料生根的物质来源。但也不是光照越强越好,过强的光照会产生光抑制现象,对生根反而不利,所以对光照进行科学控制就显得较为重要。

    带叶快繁时,光合产物对于根的孕育和根的生长,是起着至关重要的作用,必须有足够的光照强度和时间,以便于碳水化合物在呼吸消耗之余有所积累,这将会有更多的营养物质供应离体材料生根,提高生根率,并使苗木生长健壮。这是带叶离体材料在全日照条件下,有利于生根的原因之一。但是,长时间的强光照射,易因蒸腾失水而枯萎,采用智能弥雾方法可维持其水分代谢的平衡,保持离体材料的生命力,以便达到促进生根的目的。充足的光照,能使叶子进行光合作用,不仅能合成碳水化合物养分,更重要的是能合成生长素和生根的生物素、维生素等辅助物质,并及时转移到离体材料基部刺激生根,将会大大缩短生根时间,提高生根率。但遇夏季光照过强的季节,需注意光抑制现象产生对生根的不利影响。

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