温室光水协同调控模型

节水节光近三成

该模型以高斯曲率和机器学习算法为核心，协同调控温室土壤水分与光照，在保持作物光合作用前提下大幅降低资源消耗。

Junying, Hou · Li, Yuanfang · Sun, Zhangtong · Haoyu, Wang · Lu, Miao · Hu, Jin · 吴华瑞

Computers and Electronics in Agriculture 2023

参数信息

光合速率降低幅度

12.9 %

光照消耗节省率

35.59 %

水分消耗节省率

32.80 %

决定系数

0.9830

均方根误差

0.9138

技术优势

节水节光约三成

与传统最大化光合速率的方法相比，本方法在光合速率仅降低12.9%的情况下，节省光照消耗35.59%、水分消耗32.80%。

模型预测准

基于支持向量回归的Pn预测模型决定系数达0.9830，均方根误差仅0.9138，能够准确反映环境因子对光合作用的影响。

兼顾长势

相较于传统方法，作物株高、茎粗、干重、鲜重等生理性状无显著变化，证明在节约资源的同时不影响作物正常生长发育。

应用场景

• 温室环境调控：为温室光水环境提供协同调控策略，减少过量灌溉和补光。
• 设施农业：适用于设施农业中黄瓜等作物的光水管理，提升资源利用效率。
• 智能灌溉：根据光合响应曲面动态调整土壤水分设定值，实现节水灌溉。
• 农业物联网：模型可集成到环境控制器中，根据传感器数据输出光水调控指令。
• 节能农业：节省光照消耗35.59%，降低温室运行能耗。