何宜倡 代曉強(qiáng)

摘 要：在新疆設(shè)施農(nóng)業(yè)中種植檸檬觀光型作物有利于設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)中檸檬的需水需肥特性與露天種植的不同，需要通過KBE自學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)并實(shí)現(xiàn)水、肥精準(zhǔn)精量控制。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：檸檬;水肥一體化;按需灌溉

中圖分類號(hào)：S607+.1 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190830005

檸檬（學(xué)名：Citrus limon （L.） Burm. f.），屬于柑橘類植物，由于其富含維生素C、檸檬酸、檸檬多酚類、檸檬苦素、檸檬精油、檸檬膳食纖維素、高量鉀元素和低量鈉元素等元素，對(duì)人體十分有益，因此檸檬是世界上最有藥用價(jià)值的水果之一。通過科研人員研究分析，檸檬對(duì)于增強(qiáng)人體抗疲勞、增強(qiáng)人體免疫力和具有明顯的促進(jìn)作用，檸檬市場(chǎng)需求量較高，產(chǎn)品價(jià)值高，屬于特色經(jīng)濟(jì)作物。

世界檸檬種植廣泛， 2015年全世界檸檬種植面積為113.33萬hm2，產(chǎn)量在2000萬t以上[1]。中國(guó)在2012年以前人均年消費(fèi)量不足0.3kg，2014年人均年消費(fèi)量0.68kg，2015年人均年消費(fèi)量達(dá)到1.68kg，預(yù)計(jì)到2025年人均年消費(fèi)將達(dá)到10kg以上，年需求量在1000萬t以上，檸檬在中國(guó)市場(chǎng)的有著較大的發(fā)展空間。新疆檸檬種植還屬于空白，新疆市面上銷售的檸檬都是從內(nèi)地進(jìn)口，在新疆發(fā)展設(shè)施檸檬對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、觀光旅游有非常重大的意義。

1 檸檬需水、需肥特性

檸檬在我國(guó)廣泛種植于四川境內(nèi)，由于四川土壤溫暖而土層深厚且排水能力較好。檸檬適合種植的土壤pH值在5.5～7.0之間屬于弱酸性土壤環(huán)境，檸檬生長(zhǎng)很快，樹體可達(dá)檸3～6m，喜水喜肥。

在檸檬栽培過程中，秋季是施有機(jī)肥的好時(shí)機(jī)，需要將牛羊糞腐熟后施入溫室中當(dāng)溫室底肥，底肥施好后開始定值檸檬，檸檬的定值是將培養(yǎng)好的幼苗栽入溫室中，這時(shí)要注意檸檬幼苗期樹冠較小但是當(dāng)其長(zhǎng)大后就會(huì)不斷地增加樹冠的直徑，這里每隔3m栽種1顆檸檬樹，溫室跨度為9m，可以栽培3排檸檬樹。定值成功后每月施1次濃度為30%的腐熟人畜糞水，然后以氮80g、磷40g、鉀30g復(fù)合肥進(jìn)行追肥，在追施氮肥時(shí)不能過量施入，這樣會(huì)使檸檬樹枝出現(xiàn)徒長(zhǎng)現(xiàn)象，營(yíng)養(yǎng)過剩導(dǎo)致果實(shí)早熟，造成落花落果的現(xiàn)象。在果實(shí)膨大期與抽梢期要格外注意肥料管理，肥料可以用農(nóng)家肥，但是要充分腐熟，多追施尿素和磷鉀肥。且檸檬樹是極不耐旱的水果，一定要及時(shí)進(jìn)行澆水和灌溉。

檸檬樹具體的施肥原則：按植株掛果多少和土壤供肥情況來確定施肥量及次數(shù)。例如，1顆檸檬樹產(chǎn)30kg鮮檸檬，采用穴施、條溝或放射狀溝的方式施氮0.3kg、磷0.2kg、鉀0.2kg左右。出現(xiàn)弱樹并且花量較多的植株應(yīng)該盡量多施，出現(xiàn)強(qiáng)樹且花量較少的植株應(yīng)少施或不施。

2 水肥一體化灌溉

2.1 基于KBE的專家系統(tǒng)

KBE（Knowledge Based Engineering），是知識(shí)的表示形式，可以分成知識(shí)獲取、知識(shí)的表達(dá)、知識(shí)的推理3個(gè)部分，任何一種知識(shí)多可以應(yīng)用KBE系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、分析和推理。

在基于KBE的灌溉智能決策系統(tǒng)中，通過知識(shí)獲取和表示從知識(shí)管理系統(tǒng)中獲取檸檬需求灌溉方式等相關(guān)信息，建立知識(shí)庫并存儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)中，根據(jù)已有的知識(shí)庫推導(dǎo)出近似與專家設(shè)計(jì)控制的思想和方法，基于長(zhǎng)期灌溉經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，并通過學(xué)習(xí)不斷更新，能夠智能決策出灌溉量和灌溉時(shí)間，因此其具有智能性和自學(xué)習(xí)性。

檸檬需肥量的確定，目前尚沒有成熟的計(jì)算公式，但可根據(jù)檸檬的生長(zhǎng)需求和已獲取的作為當(dāng)前的養(yǎng)分信息，依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)，確定檸檬的需肥量。

2.2 灰色預(yù)測(cè)算法研究

所謂灰色系統(tǒng)，就是既含有已知參數(shù)（白色參數(shù)），又含有未知參數(shù)（黑色參數(shù)）的系統(tǒng)。在少數(shù)據(jù)不確定背景下，數(shù)據(jù)的處理、現(xiàn)象的分析、模型的建立、發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)、事物的決策、系統(tǒng)的控制與狀態(tài)的評(píng)估，是灰色理論的技術(shù)內(nèi)容。

在普通PID控制器基礎(chǔ)上添加灰色預(yù)測(cè)控制和模糊邏輯控制功能[2]，并在灰色預(yù)測(cè)控制器的輸出端“預(yù)測(cè)誤差”處引入一個(gè)自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子（權(quán)重因子）x，組成新的自調(diào)節(jié)灰色預(yù)測(cè)模糊PID控制器（如圖2所示）。引入的自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子x可以在灰色預(yù)測(cè)GM模型的預(yù)測(cè)精度不高時(shí)減小預(yù)測(cè)誤差值在控制器中的權(quán)重（比例），而當(dāng)灰色預(yù)測(cè)GM模型的預(yù)測(cè)精度較高時(shí)增加預(yù)測(cè)誤差值在控制器中的權(quán)重（比例），以減小預(yù)測(cè)帶來的誤差對(duì)系統(tǒng)的影響，提高控制的精確性。

在此采用灰色預(yù)測(cè)控制與模糊邏輯控制相結(jié)合的控制方法及策略，在此基礎(chǔ)上建立灰色預(yù)測(cè)模糊控制器，傳感器將土壤濕度變化反應(yīng)成電信號(hào)，通過信號(hào)放大器及數(shù)據(jù)處理模塊得到直接反應(yīng)土壤濕度的數(shù)值輸入系統(tǒng)，輸入的土壤濕度與系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)濕度值進(jìn)行比較，得到輸入偏差e，若偏差e>0則土壤濕度大于系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)的最佳濕度，即土壤不缺水，系統(tǒng)不輸出灌溉信號(hào)。若e

3 新疆設(shè)施農(nóng)業(yè)檸檬種植示范及發(fā)展

新疆心果藝農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司是我區(qū)首家以檸檬設(shè)施種植、研發(fā)、銷售和設(shè)施建造、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)為主的農(nóng)業(yè)科技企業(yè)，在天山區(qū)南草灘街道翠園社區(qū)建立了占地3.33hm2的檸檬設(shè)施種植基地，包括1座占地0.33hm2的“鳥巢”溫室大棚和11座日光溫室大棚，公司結(jié)合新疆的地域特點(diǎn)，研發(fā)了適合檸檬等經(jīng)濟(jì)作物種植的溫室，從20多個(gè)檸檬品種中優(yōu)選出了適合新疆氣候生長(zhǎng)的品種——尤力克，該品種具有一年四季開花、結(jié)果，果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間100d以上，且保鮮率達(dá)90%以上。

日益增長(zhǎng)的人們對(duì)新鮮蔬菜的市場(chǎng)需求，為新疆日光溫室技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間。設(shè)施新品種引進(jìn)、設(shè)施觀光旅游、設(shè)施采摘等多種設(shè)施新的領(lǐng)域必將逐漸的建立并推廣，設(shè)施檸檬在設(shè)施觀光中可以作為觀賞類果樹，設(shè)施采摘也會(huì)讓人們耳目一新，設(shè)施生產(chǎn)中更能創(chuàng)造出很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，設(shè)施檸檬在新疆必將被大家接受，設(shè)施檸檬的產(chǎn)業(yè)也必將會(huì)成為新疆設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的亮點(diǎn)。觀光采摘單座溫室可以種植檸檬樹300株，每株檸檬樹年掛果約50個(gè)，每個(gè)檸檬售價(jià)10元，可收益約15萬元/a。銷售盆栽檸檬，單座溫室可以種植檸檬樹600盆，每盆檸檬售價(jià)約300元，可收益約18萬元/a。在新疆發(fā)展設(shè)施檸檬產(chǎn)業(yè)是新疆設(shè)施農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、設(shè)施觀光、設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展方向，檸檬莊園的建立也為多種類、多渠道、多樣性設(shè)施農(nóng)業(yè)提供了亮點(diǎn)及特色。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝曉林.檸檬栽培技術(shù)[J].四川農(nóng)業(yè)科技，2012（6）：14-16.

[2]張廣立，付瑩，楊汝清.一種新型自調(diào)節(jié)灰色預(yù)測(cè)控制器[J].控制與決策， 2004（2）：212-215.