五（二）催根專家系統(tǒng)的描述——植物水生誘導(dǎo)計(jì)算機(jī)

lxlb1水培 2012-03-10

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催根專家系統(tǒng)的描述——植物水生誘導(dǎo)計(jì)算機(jī)

(2008-12-16 17:14:29)

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雜談

五（二）催根專家系統(tǒng)的描述——植物水生誘導(dǎo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) （轉(zhuǎn)載）

     催根過(guò)程中所涉的各項(xiàng)參數(shù)都可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬控制，但外界因子多樣性，與氣候多變性，再加上一些因子間的矛盾性，就使控制變得相對(duì)復(fù)雜化，比如說(shuō)有時(shí)溫度過(guò)高需微噴降溫時(shí)，如果只簡(jiǎn)單地進(jìn)行噴霧控制，不作量與頻率的計(jì)算，常又會(huì)使基質(zhì)濕度過(guò)高，兩者具有一定的沖突性，但如果在每次降溫執(zhí)行時(shí)，讓其中一個(gè)變量與多個(gè)變量進(jìn)行相關(guān)計(jì)算后，再作出執(zhí)行，就不會(huì)出現(xiàn)控制的矛盾，也就是它會(huì)與多因子進(jìn)行相關(guān)計(jì)算后，再作出量與方式的準(zhǔn)確判斷。

     這就形成了農(nóng)業(yè)控制特有的控制邏輯，與許多工業(yè)上的線性控制不同，具有非線性模糊控制的特點(diǎn)，同時(shí)又有采用區(qū)間上下限控制的方式，這種控制模式是基于非線性混沌函數(shù)及植物生長(zhǎng)模式基礎(chǔ)上的模擬控制，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有很強(qiáng)的實(shí)用性，與靈活性。而植物生長(zhǎng)模式就是按照不同植物類型，不同生長(zhǎng)階段，不同培養(yǎng)目標(biāo)，所形成的植物相對(duì)最優(yōu)環(huán)境模式，包括溫光氣熱營(yíng)養(yǎng)水份等參數(shù)，也把括各種田間操作的工作程序。

     通過(guò)植物生長(zhǎng)模式及田間操作程序結(jié)合形成了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，它是科研成果與經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，是專家的智慧，有了它你即使工作人員不懂農(nóng)業(yè)技術(shù)也可依賴專家系統(tǒng)完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各項(xiàng)作業(yè)，而且是最標(biāo)準(zhǔn)的操作最科學(xué)的管理，這是計(jì)算機(jī)在農(nóng)業(yè)上運(yùn)用所帶來(lái)的偉大作用與效果。

     根據(jù)對(duì)植物生根因子的分析，及不定根發(fā)育的特點(diǎn)，不同類型植物對(duì)溫光氣熱的不同要求，形成了用于催根或離體材料生根的專家系統(tǒng)。在催根過(guò)程中最重要的參數(shù)是空氣濕度、葉片水膜與基質(zhì)濕度，這些參數(shù)決定了根系的性狀與水生根保持時(shí)間的長(zhǎng)短，因催根過(guò)程重要是完成水生性狀不定根根系的發(fā)育?，F(xiàn)把相關(guān)的參數(shù)與實(shí)現(xiàn)的方法介紹如下：

     A、空氣濕度：

     空氣濕度保持在80-100%之間，具體因植物類型而進(jìn)行調(diào)整。

     B、葉片水膜：

     葉片水膜是與葉片蒸發(fā)系數(shù)相關(guān)的一個(gè)參數(shù)，通過(guò)它可以保持任何植物或離體材料在計(jì)算機(jī)環(huán)境下水份的平衡，可以通過(guò)田間蒸騰觀察與微調(diào)實(shí)現(xiàn)每種植物最佳的葉片水膜，其中田間參數(shù)由智能葉片采集感知。

     C、高溫極限：

     高溫極限的控制，大多植物在高溫脅迫下都有生理之障礙，而且不同植物抗高溫性又不同，在去根或離體情況下又有所下降，所以高溫極限的限定一般掌握在32—38度之間。生產(chǎn)時(shí)可進(jìn)行選擇類型及人工調(diào)整。

     D、基質(zhì)濕度：

     在催根過(guò)程中，濕度過(guò)低即使生根也易老化而成為陸生根，濕度過(guò)高又會(huì)缺氧而爛根，所以對(duì)于基質(zhì)濕度來(lái)說(shuō)，最好保持在60-80%之間，具體也因植物喜濕性不同而不同，可從專家系統(tǒng)中選擇相對(duì)應(yīng)的類型與種類。

     E、光照時(shí)間與強(qiáng)度：

     光照時(shí)間也叫光周期，會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，有些對(duì)光周期敏感的植物會(huì)因光照時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致體眠停止發(fā)育，所以生產(chǎn)上對(duì)光照也需進(jìn)行控制，一般促進(jìn)植物生長(zhǎng)的光照時(shí)間大多是以長(zhǎng)日照為主，也有些是短日照下生長(zhǎng)的，長(zhǎng)日照下開(kāi)花或休眠的，這就形成了長(zhǎng)日照與短日照及日中性植物的區(qū)別，在催根快繁時(shí)大多是以促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主，根據(jù)植物特性不同，分為8-10小時(shí)，10-12小時(shí)，12-14小時(shí)的光照時(shí)間區(qū)段，具體應(yīng)用時(shí)可進(jìn)行選擇。

     光照強(qiáng)度也一樣，它與植物進(jìn)化過(guò)程中環(huán)境條件有關(guān)，喜于在強(qiáng)光下生長(zhǎng)的叫喜陽(yáng)植物，喜于在陰生環(huán)境下生長(zhǎng)的叫喜陰植物，喜陽(yáng)植物具有光飽和值高，喜陰植物則較低的特點(diǎn)。在去根或離體情況下，各種植物的光飽和值會(huì)出現(xiàn)下偏現(xiàn)象，所以一般喜陽(yáng)植物設(shè)定為8-10萬(wàn)勒克斯，中性植物6-8萬(wàn)勒克斯，喜陰植物則為4-6萬(wàn)勒克斯，針對(duì)具體植物時(shí)可進(jìn)行選擇與微調(diào)，找到最佳的光時(shí)間與強(qiáng)度，這也是很重要的，特別是夏季強(qiáng)光刺激常會(huì)出現(xiàn)光灼傷與光氧化現(xiàn)象，冬季又會(huì)因光照強(qiáng)度不夠光照時(shí)間不足的問(wèn)題，這些都得賴于計(jì)算機(jī)的光照傳感器的感應(yīng)與控制，才能為植物創(chuàng)造最佳的光環(huán)境條件。

     F、基質(zhì)EC值：

     在催根過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)充也是必不可少的，至于何時(shí)補(bǔ)與補(bǔ)多少，這也得賴于計(jì)算機(jī)的檢測(cè)與控制，這就是智能葉片EC值的測(cè)定。最適于基質(zhì)初生根發(fā)育的EC值為0.8-1mS/cm,但不同階段又有所不同，如愈傷組織形成階段以0.5-0.8mS/cm為宜，根系發(fā)育完成植株開(kāi)始生長(zhǎng)階段為1-1.2mS/cm，這些可在運(yùn)用時(shí)具體選擇。

     G、葉肥與殺菌：

     離體材料或去根植物在根系沒(méi)有形成或恢復(fù)生長(zhǎng)前，可以利用葉片的功能進(jìn)行礦質(zhì)離子的吸收，這就是葉肥的補(bǔ)充，它的控制也可結(jié)合專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，在程序中設(shè)定每隔7-10天葉面噴施一次，噴量以智能葉片見(jiàn)干見(jiàn)濕為準(zhǔn)，而且設(shè)定于傍晚或晚上噴施，噴施時(shí)植物葉片要處于無(wú)水狀態(tài)，這也由智能葉片感應(yīng)測(cè)定。另外，還可結(jié)合殺菌劑進(jìn)行一起彌霧，進(jìn)行苗床的空間殺菌。

     上述這些參數(shù)與閾值，在使用時(shí)還得賴于系統(tǒng)化邏輯化的專家系統(tǒng)之上，為了便于實(shí)用，通常把數(shù)據(jù)及植物類型與控制邏輯進(jìn)行相關(guān)，并寫(xiě)成程序軟件，使用時(shí)無(wú)需進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，只需選擇類型與進(jìn)行微調(diào)即可，運(yùn)用非常方便。植物類型選好后，具體植物可因個(gè)性差異而進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的微調(diào)，都可找到該種植物最適合的參數(shù)值，這就是菜單式的人機(jī)界面及可調(diào)式的人工調(diào)整結(jié)合的操作體系。也有些個(gè)性差異較大的植物，可進(jìn)行人工設(shè)定。通過(guò)專家模式與管理經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合都可實(shí)現(xiàn)植物離體材料或去根植物的快速催根，為誘導(dǎo)創(chuàng)造最佳的生理及組織基礎(chǔ)。

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