用于施用具有微生物浓度的施用物以提高作物生产的灌溉系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201980019470.3 (22)申请日 2019.03.26 (30)优先权数据 62/649,619 2018.03.29 US (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2020.09.15 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2019/024119 2019.03.26 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2019/191130 EN 2019.10.03 (71)申请人 瓦尔蒙特工业股份有限公司 地址 美国内布拉斯加州 (72)发明人 雅各布L拉吕 (74)。

2、专利代理机构 成都超凡明远知识产权代理 有限公司 51258 代理人 王晖曹桓 (51)Int.Cl. A01C 23/04(2006.01) A01G 25/09(2006.01) A01G 25/16(2006.01) B05B 12/12(2006.01) C05F 11/08(2006.01) (54)发明名称 用于施用具有微生物浓度的施用物以提高 作物生产的灌溉系统 (57)摘要 本发明提供了一种灌溉系统， 该灌溉系统包 括用于确定是否将施用物施用至农田的控制系 统。 在实施方案中， 控制系统包括可以存储一个 或更多个模块的存储器和联接至该存储器的处 理器。 处理器可以操作成执行一个。

3、或更多个模 块， 以使处理器从土壤传感器接收体现微生物特 征的一个或更多个信号。 处理器还可以操作成基 于微生物特征来确定是否将施用物(即具有生物 或微生物浓度的水)施用至土壤， 并在土壤需要 施用物时作出响应， 即启动灌溉组件的操作以将 施用物施用至土壤。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 按照条约第19条修改的权利要求书2页 CN 111867354 A 2020.10.30 CN 111867354 A 1.一种用于与灌溉系统一起使用的系统， 所述灌溉系统具有至少一个跨接件、 用于使 所述跨接件移动的驱动系统、 以及用于将施用物从供给源移动至散布系统的施用物流动系 统， 其中， 所述。

4、系统包括： 多个传感器， 在所述多个传感器中， 至少一个传感器配置成检测并传输用于土壤区域 的土壤数据； 其中， 所述土壤数据包括选自包括以下各者的一组数据中的数据： 水分水平和 微生物水平。 土壤调节模块， 其中， 所述土壤调节模块配置成对所述土壤数据进行分析， 以确定用于 所述土壤区域的体积测定的土壤水分以及微生物含量； 储存部， 所述储存部通过第一阀连接至所述施用物流动系统； 其中， 所述储存部容纳第 一微生物混合物； 水源， 所述水源通过第二阀连接至所述施用物流动系统； 储存部传感器， 其中， 所述储存部传感器确定所述第一微生物混合物中的微生物的浓 度； 控制系统， 其中， 所述控制系。

5、统配置成控制所述第一阀和所述第二阀； 其中， 所述控制 系统配置成打开和关闭所述第一阀， 以修改流动到所述施用物流动系统中的所述第一微生 物混合物的流量； 其中， 所述控制器还配置成打开和关闭所述第二阀， 以修改流动到所述施 用物流动系统中的水的流量； 其中， 微生物混合物流和水流在所述施用物流动系统内结合， 以形成施用物混合物； 其中， 所述土壤调节模块配置成确定土壤微生物特征是否低于预定阈值； 其中， 所述土 壤调节模块配置成基于经检测的所述土壤微生物特征来调节所述施用物混合物内的微生 物浓度； 其中， 所述土壤调节模块配置成通过对穿过所述第一阀的所述微生物混合物和穿过所 述第二阀的所述水。

6、流的相对流量进行修改来调节所述施用物混合物内的所述微生物浓度 水平。 2.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述储存部传感器包括重量传感器； 其中， 所述重 量传感器基于所检测到的所述第一微生物混合物的重量随时间的变化来确定所述储存部 中的微生物的第一浓度。 3.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述系统还包括多个环境传感器； 其中， 所述多个 环境传感器配置成对选自包括以下各者的一组环境状态中的一个或更多个环境状态进行 检测： 湿度、 压力、 降水、 太阳辐射、 和温度。 4.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述系统还包括图像传感器。 5.根据权利要求4所述的系统， 其中， 所述系统。

7、还包括选自包括以下各者的一组传感器 中的传感器： 光谱仪、 红外传感器和光学传感器。 6.根据权利要求5所述的系统， 其中， 所述系统还包括配置成检测作物健康的传感器。 7.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述控制器配置成对所述储存部内的所述微生物 浓度进行修改。 8.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述控制器配置成基于所输入的灌溉安排来使所 述施用物混合物的微生物浓度水平改变。 9.根据权利要求5所述的系统， 其中， 所述一组传感器包括配置成使用RGB图像来监测 权利要求书 1/2 页 2 CN 111867354 A 2 作物健康的至少一个传感器。 10.根据权利要求5所述的系统，。

8、 其中， 所述一组传感器包括配置成使用分光光度计图 像来监测作物健康的至少一个传感器。 11.根据权利要求3所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用环境数据来计算 和调节目标微生物水平。 12.根据权利要求10所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用图像数据来计算 和调节目标微生物水平。 13.根据权利要求11所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用选自包括以下各 者的一组环境数据中的环境数据： 温度、 湿度、 阳光和降水。 14.根据权利要求13所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用环境数据的预测 来计算和调整目标微生物水平。 15.根据权利要求13所述的系。

9、统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于经检测的降水来 使所述施用物混合物中的所述微生物浓度水平增加。 16.根据权利要求13所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于经检测的温度来 使所述施用物混合物中的所述微生物浓度水平增加。 17.根据权利要求16所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于所储存的微生物 对于被检测的环境状态的生存能力数据来使所述施用物混合物中的所述微生物浓度水平 增加。 18.根据权利要求14所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于被检测的作物生 长速率来调节微生物浓度水平。 19.根据权利要求18所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于植被。

10、指数来使所 述施用物混合物中的所述微生物浓度水平增加； 其中， 所述植被指数选自： RVI(比率植被指 数)、 NDVI(归一化差异植被指数)、 SAVI(土壤调节的植被指数)、 MASVI(修改型土壤调节的 植被指数)和RSR(减少的简单比率指数)。 20.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述储存部中的微生物的浓度是使用选自包括 以下各者的一组传感器中的传感器来检测的： 光传感器和化学传感器。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111867354 A 3 用于施用具有微生物浓度的施用物以提高作物生产的灌溉 系统 0001 相关申请 0002 本申请要求于2018年3月29日提交的美国临时。

11、申请No.62/649,619的优先权。 技术领域 0003 本发明总体上涉及灌溉机械， 并且更具体地涉及用于施用具有微生物浓度的施用 物以提高作物生产的系统、 方法和设备。 背景技术 0004 在上个世纪， 现代农业已经变得越来越高效， 该趋势必须持续， 以为正在增长的世 界人口提供足够的食物。 在农业生产中的显著进步是对机械灌溉系统的引入， 机械灌溉系 统比如中心枢轴灌溉系统和线性移动灌溉系统。 这些灌溉系统使得可以灌溉整个田地， 并 且降低作物产量对于极端天气条件的脆弱性。 监测和控制施用于农田的水和/或养分(施用 物)的量的能力增加了世界上可耕种的土地的数量， 并且增加了可获利的作物产。

12、量的可能 性。 这些灌溉系统通常包括构造成提供使用者界面的控制装置， 该使用者界面允许操作者 对灌溉系统中的一个或更多个功能或操作进行监测和控制。 0005 为了克服现有技术的局限性， 需要一种能够有效地和可控地增加施用于农田的养 分的量的系统。 发明内容 0006 为了使现有技术中发现的限制最小化， 并且为了使在阅读说明书时将明显的其他 限制最小化， 公开了一种灌溉系统， 该灌溉系统包括用于确定是否将施用物施用至农田的 控制系统。 在实施方案中， 控制系统包括可以存储一个或更多个模块的存储器和联接至该 存储器的处理器。 处理器可以操作成执行所述一个或更多个模块， 以使处理器从土壤传感 器接收。

13、体现微生物特征的一个或更多个信号。 处理器还可以操作成基于微生物特征来确定 是否将施用物(即具有生物或微生物浓度的水)施用至土壤， 并在土壤需要施用物时作出响 应， 即启动灌溉组件的操作以将施用物施用至土壤。 附图说明 0007 参照附图来对详细的说明进行描述。 在描述和附图的不同情况中使用相同的附图 标记可以指示相似或相同的条目。 结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本 发明的各种实施方式， 并且附图与描述一起用于解释本发明的原理。 0008 图1A是根据本公开的示例实施方案的灌溉系统的等距示意性立体图。 0009 图1B是示出了根据本公开的示例实施方案的图1A中示出的灌溉系统的控。

14、制系统 的框图。 0010 图2是示出了根据本公开的示例实施方案的操作性地联接至灌溉系统的储存部的 说明书 1/6 页 4 CN 111867354 A 4 控制系统的框图。 0011 图3是示出了根据本公开的示例实施方案的用于确定是否使具有微生物浓度的施 用物散布的示例方法的流程图。 具体实施方式 0012 现在详细参照本发明的示例性实施方式， 该实施方式的示例在附图中示出。 只要 可能， 在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。 描述、 实施方式和附 图不作为限制权利要求的范围。 还应该理解， 贯穿本公开， 除非在逻辑上另有要求， 否则在 示出或描述过程或方法的情况下， 方。

15、法的步骤可以以任何顺序、 重复地、 反复地或同时地执 行。 如贯穿本申请所使用的， 以许可的意义(即， 意思是 “具有潜力” )来使用用词 “可能” ， 而 不是强制的意义(即， 意思是 “必须” )。 0013 另外， 不应以任何方式将本文中给出的任何示例或说明认为对任何示例或说明所 利用的任何术语或各个术语的限制、 限定或表述任何示例或说明所利用的任何术语或各个 术语的定义。 相反， 这些示例或说明被认为仅是说明性的。 本领域普通技术人员将理解的 是， 与这些示例或说明一起利用的任何术语或各个术语将涵盖其他实施方式， 该其他实施 方式可能与示例或说明一起或在说明书中的其他地方给出或不给出，。

16、 并且所有这种实施方 式旨在包括在术语或各个术语的范围内。 0014 应用不同量和类型的肥料、 除草剂、 杀真菌剂和其他作物生产产品以试图改进田 地生产力。 另外， 可以利用微生虫或微生物来改进耕种区域、 比如田地内对于植物的根部环 境。 0015 图1A示出了根据本公开的示例实施方案的自推进式(例如， 机械化的)灌溉系统 (组件)100。 自推进式灌溉系统的示例包括中心枢轴灌溉系统、 线性移动灌溉系统等。 图1A 示出了本公开的实施方式， 在该实施方式中， 灌溉系统100是中心枢轴灌溉系统。 0016 然而， 可以设想， 本公开可以在其他自推进式灌溉系统(例如， 线性移动灌溉系统) 中实施。。

17、 如所示出的， 系统100包括中心枢轴结构102、 联接(例如， 连接)至中心枢轴结构102 的主段组件104(灌溉部段组件)。 中心枢轴结构102具有通向井、 水库(例如水箱)、 或其他流 体源的通道， 以将水提供至灌溉系统100。 例如， 井可以位于中心枢轴结构102下方。 在另一 情况中， 井可以紧邻耕种区域(例如， 田地)。 流体源可以联接至农产品的储存部或其他来 源， 以将肥料、 杀虫剂和/或其他化学药品注射到流体中， 从而在灌溉期间产生用于施用的 施用物。 因此， 施用物可以是用于灌溉耕种区域的水和微生物的组合。 灌溉系统100可以联 接至流体移位装置(例如， 泵组件)， 该流体移。

18、位装置构造成在整个灌溉系统100中提供水。 例如， 流体移位装置可以有助于将流体从流体源(例如井、 水库等)移位至本文中所描述的 灌溉系统的导管部分。 中心枢轴结构102可以是固定的或可以是可拖曳成使得操作者可以 将灌溉系统100从一个田地移动到另一田地。 在实施方案中， 中心枢轴结构102可以包括框 架组件(例如， 镀锌钢框架组件等)。 0017 主段组件104包括多个互相连接的跨接件106、 108、 109(例如， 灌溉跨接件)， 该跨 接件由一个或更多个塔架结构110、 111(中间塔架结构)和端部塔架结构112来支承。 塔架结 构110、 111、 112可以是本领域中已知的任何塔构。

19、型， 以充分支承本文中所描述的导管(例 如， 水管道部段)。 应当理解的是， 部段组件104可以包括任何数量的跨接件和塔架结构。 说明书 2/6 页 5 CN 111867354 A 5 0018 塔架结构110、 111和端部塔架结构112各自包括轮114、 116， 以有助于使灌溉系统 100绕耕种区域(例如， 田地)横越(例如， 允许主段组件104枢转)。 在实施方案中， 轮114、 116 可以通过合适的驱动单元118(例如， 驱动马达)等来驱动， 以有助于使灌溉系统100绕特定 区域横越。 例如， 每个塔架结构110可以包括驱动单元118， 以推动相应的塔架结构110、 111、 1。

20、12(和灌溉系统100)通过耕种区域。 0019 如图1A中所示， 每个跨接件106、 108包括沿着系统100的长度将流体传输(例如运 输、 提供等)至灌溉耕种区域的一个或更多个散布组件的导管120、 121、 122(例如， 管道)。 每 个导管120、 121、 122可以联接至彼此， 以允许每个导管之间的流体连通。 在实施方案中， 导 管120、 121、 122可以由构架类型的框架结构124、 125、 126来支承。 因此， 主流体移位装置可 以通过导管120、 121、 122使施用物移位， 然后通过联接至导管120、 121、 122的散布装置127 使施用物散布。 如图1A中。

21、所示， 灌溉系统100还包括从端部塔架结构112向外延伸的悬臂式 吊杆结构128。 在一个或更多个实施方案中， 悬臂式吊杆128包括端部枪129(例如， 端部枪 129安装至悬臂式吊杆128)。 端部枪129可以是合适的压力喷雾器， 该喷雾器可以在田地或 其他指定区域的拐角处被启用， 以增加可以被灌溉的土地量。 0020 如图1A和图1B中所示， 灌溉系统100包括与系统100的一个或更多个部件进行电子 通信的控制系统130。 例如， 控制系统130可以与安装在一个或更多个塔架结构110、 111、 112 处的一个或更多个塔架盒以及用于确定灌溉系统的大致位置的位置传感器132(例如， 确定 。

22、端部塔架结构112关于中心枢轴结构102在耕种区域内的大致位置)进行电子通信。 在实施 方案中， 位置传感器132可以是安装至端部塔架结构112的可以将体现端部塔架结构的位置 的信号传输至控制系统130的GPS传感器(例如， GPS接收器)等。 如本文中所述， 控制系统130 可以优选地确定主段组件104相对于中心枢轴结构102的径向位置。 在另一实施方案中， 位 置传感器可以是可以有助于确定主段组件104的旋转位置的角度传感器133。 角度传感器 133可以安装至中心枢轴结构102， 以有助于确定主段组件104的旋转位置。 0021 在实施方案中， 控制系统130安装至中心枢轴结构102、 。

23、控制推车或塔架结构110、 111、 112。 控制系统130总体安置在灌溉系统100的结构元件上， 在该结构元件处， 施用物/水 被引入到灌溉系统中； 然而， 本领域中已知的其他构型在本公开的范围内。 0022 控制系统130可以优选地监测操作状态并且可以控制灌溉系统100的各种功能。 在 某些实施方案中， 控制系统130主动监测灌溉系统100的功能和性能， 该功能和性能包括但 不限于： 一个或更多个导管部段120、 121、 122或塔架结构110、 111、 112的位置(例如， 主段组 件104的位置)， 灌溉系统100是否通电或断电， 与灌溉系统100相关联的电压参数， 与灌溉系 统。

24、100相关联的马达速度参数， 与灌溉系统100相关联的大致地面速度参数100， 与灌溉系统 100相关联的方向参数， 与灌溉系统100相关联的诊断参数， 是否将施用物供给至灌溉系统 100(例如， 流体移位装置是否可操作)， 槽内的止动件(SIS)是否通电或断电， 与灌溉系统 100相关联的施用物压力， 时间参数， 日期参数， 灌溉系统部件的田地位置参数， 端部枪状 况， 以及程序(例如软件程序等)是否正确运行。 0023 控制系统130还对灌溉系统100的功能和设置进行控制， 该功能和设置包括但不限 于： 选择性地开始和停止对主流体移位装置进行供电， 施用物施用深度参数， 与灌溉系统 100。

25、相关联的行进方向， 选择性地对SIS进行供电， 自动使灌溉系统100反转或停止， 自动重 新启动灌溉系统100， 向操作者提供对系统100的辅助控制， 编写和编辑灌溉程序(例如， 灌 说明书 3/6 页 6 CN 111867354 A 6 溉软件程序)， 以及控制区段和顺序程序(例如， 软件程序)。 在另一实施方案中， 在灌溉系统 100的操作中存在任何错误的情况下， 或者在通过控制系统130监测的功能或状态中的任何 功能或状态已经受到损害(例如， 操作被中断或在可接受范围之外)， 则控制系统130可以向 操作者发布警报。 0024 现在参照图1B， 控制系统130可以通过容纳在防风雨盒内的。

26、界面138进行访问， 或 者可以远程链接。 如图1B中所示， 控制系统130至少包括： 存储器134， 以储存一个或更多个 软件程序(例如， 软件模块)； 处理器136， 处理器136通信地联接至存储器134； 使用者界面 138(例如， 图形使用者界面等)； 以及通信模块140(例如发射器、 接收器、 收发器等)。 存储器 134是有形计算机-可读介质的示例， 该有形计算机-可读介质提供存储功能以储存与控制 系统130的操作相关联的诸如本文中提到的软件程序/模块和代码段或其他数据的各种数 据， 以命令处理器136来执行本文中描述的步骤。 如所示出的， 控制系统130包括土壤调节模 块137，。

27、 该土壤调节模块137可以储存在存储器134中并且可以通过处理器136来执行。 如下 文中更详细地描述， 土壤调节模块137表示引起施用物、 比如水与来自灌溉系统100的微生 物相结合的扩散的功能。 优选地， 使用者界面138可以接收用于操作灌溉系统100的一个或 更多个使用者限定的参数(使用者限定的输入)。 此外， 控制系统130可以包括用于接收和处 理环境数据(例如， 天气)和图像数据的模块143。 优选地， 可以从环境传感器141和图像传感 器145接收环境数据和图像数据， 环境传感器141和图像传感器145可以与灌溉系统成一体 或远程链接。 0025 根据替代性的实施方式， 环境传感器。

28、141可以包括天气传感器等， 以对诸如水分、 压力、 降水、 太阳辐射、 温度等的天气特征进行测量。 此外， 图像传感器145可以包括一系列 传感元件， 所述一系列传感元件包括光谱仪、 红外传感器和光学传感器/相机， 以对作物健 康、 作物水使用、 作物水应力指数、 植物生产比率进行检测并提供用于计算其他作物指数的 数据。 根据进一步用于环境， 图像传感器145可以检测和/或获得数据以产生NDVI、 EVI和各 种其他指数。 此外， 这种数据可以经由航空的传感器或卫星产生并传输至控制系统。 0026 如图1A中所示， 灌溉系统100可以优选地位于农田142内， 并且起到将施用物散布 至田地14。

29、2的功能。 田地142可以包括一个或更多个传感器144， 所述一个或更多个传感器 144设置在田地142内和/或安装在灌溉系统100上。 传感器144可以优选地与控制系统130通 信地接合。 例如， 传感器144可以经由一根或更多根接地线通信地连接至控制系统130。 在另 一示例中， 传感器144可以经由无线通信网络通信地连接至控制系统130(即， 与通信模块 140通信地连接)。 在该示例中， 如本文中更详细地描述， 传感器144可以优选地将一个或更 多个无线信号传输至控制系统130。 0027 在一个或更多个实施方案中， 传感器144包括水分传感器， 以测量田地142的水分 含量。 传感器。

30、144可以优选地确定(即， 测量)在田地142的土壤的定位有相应的传感器144的 一部分内的水分的量。 例如， 传感器144可以优选地对体积测定的土壤水分进行测量， 并提 供体现土壤水分的一个或更多个信号。 传感器144还可以测量土壤内的微生物含量。 例如， 传感器144可以优选地测量田地142的土壤内微生物的水平或浓度。 并且传感器144可以使 用RGB和/或分光光度计图像来监测作物健康。 0028 灌溉系统100还包括与导管120、 121、 122(即， 主段组件104)流体连通的储存部 146。 在一个或更多个实施方案中， 储存部146包括可以储存微生物和/或其他生物的储存 说明书 4。

31、/6 页 7 CN 111867354 A 7 箱。 例如， 储存部146可以是储存箱， 该储存箱定位成邻近于中心枢轴结构102， 并且该储存 箱经由旁路导管布置结构连接至灌溉系统100的导管(即， 水供给管道)。 例如， 储存部146可 以经由入口导管148和出口导管149与灌溉系统100流体连通。 在一个或更多个实施方案中， 储存部146可以包括包装件， 该包装件包括微生物和/或其他生物。 例如， 微生物可以像悬浮 液或液体中的粉末一样被包括在类似片状的包装件内。 然而， 应当理解的是， 可以根据本公 开的要求使用其他包装件形状。 0029 根据微生物/生物被包装的方式， 可以使用设计成用。

32、于施用的泵来直接注射微生 物/生物。 或者如图2中所示， 储存部146可以包括一组控制阀202和204。 控制阀202、 204可以 优选地控制进出储存部146的水的特征。 例如， 第一控制阀202控制入口导管的入口水特征， 并且第二控制阀204控制出口导管的出口水特征。 水特征可以包括但不限于： 流量， 压力或 液体水平。 0030 控制系统130操作性地联接至储存部146。 例如， 控制系统130可以对控制阀202、 204进行控制。 在实施方案中， 控制系统130对经由入口导管148的水流进行控制， 以至少部 分地腐蚀微生物包装件。 例如， 微生物包装件可以经由剪切过程等被腐蚀。 因此，。

33、 控制系统 130可以改变(例如更改、 修改)水特征(即流量、 压力、 液体水平)， 以调节提供至灌溉系统 100以用于散布的微生物的浓度。 例如， 可以从水源经由入口导管148将水提供至储存部 146， 并且可以经由出口导管149将水/微生物浓度提供至灌溉系统100的导管。 0031 如图2中所示， 储存部146可以包括流体移位组件206(例如， 泵组件)， 流体移位组 件206可以使水和微生物移位， 以确保微生物从储存部146流动到导管120、 121、 122中。 在一 个或更多个实施方案中， 控制系统130操作性地联接至组件206。 0032 根据另外优选实施方式， 储存部146还可以。

34、包括微生物传感器208， 该微生物传感 器208可以监测储存部146内的微生物水平。 例如， 传感器208可以包括重量传感器， 该重量 传感器可以确定储存部146的重量参数。 因此， 传感器208可以在预定时间段内测量重量。 基 于重量检测的变化(例如， 微生物包装件被腐蚀)， 传感器208可以将信号提供至控制系统 130， 作为响应， 可以通知操作者(例如， 将信号发送至操作者的远程设备)。 替代性地， 传感 器可以使用定时器、 化学传感器、 光传感器等来检测微生物浓度。 除了水中的微生物的浓度 之外， 传感器208还可以优选地监测通过容器的水的流量。 例如， 模块137优选地可以确定给 定。

35、的土壤微生物特征是否低于预定阈值， 并且相应地调节微生物浓度。 0033 在操作期间， 灌溉系统100的控制系统130可以优选地连续监测土壤特征参数(即 水分参数、 微生物参数)和/或植物健康。 例如， 传感器144可以优选地至少即刻测量田地142 中的水分水平、 微生物/生物水平和/或作物健康。 如果参数低于预定阈值， 则模块137可以 优选地对储存部146内的微生物浓度进行修改。 例如， 如果测量的微生物浓度参数低于预定 阈值， 则模块137可以将信号触发至控制阀202和/或控制阀204。 作为响应， 灌溉系统100内 的水特征和/或微生物浓度水平可以被修改。 例如， 如果测量的微生物浓度。

36、参数在预定阈值 或目标范围之外， 则模块137可以操作成维持、 减少或增加灌溉系统100内的微生物浓度。 此 外， 可以基于输入的水安排和/或可变速率计划来另外调节微生物浓度水平。 0034 图3示出了根据本公开的实施方案的示例的用于确定是否将微生物施用或散布至 田地(比如为农田142)的示例方法300。 如图3中所示， 将体现土壤微生物含量(例如， 特征) 或土壤微生物所需要的一个或更多个信号接收(框302)。 如上所述， 传感器141、 144、 145(或 说明书 5/6 页 8 CN 111867354 A 8 其他数据/传感器输入)可以优选地将体现包括土壤微生物特征的各种数据的一个或。

37、更多 个信号(例如， 指示微生物浓度水平的信号)传输至灌溉系统100。 此后， 然后优选地对关于 是否应当将施用物(例如， 水-微生物组合)施用至农田(决定框304)以及以什么浓度将施用 物施用至农田以提供目标微生物水平做出确定。 0035 如果不需要施用物的施用(来自决定框304的否)， 然后优选地， 将土壤微生物特征 安排成用于另外监测。 如果需要施用物的施用(来自决定框304的是)， 则将启动施用过程 (框306)。 然后， 模块137可以优选地引起储存部146的控制阀202和/或控制阀204被启用， 以 改变灌溉水内微生物的浓度。 模块137还配置成引起控制系统130启动灌溉组件(例如。

38、， 灌溉 系统100)的操作。 因此， 在灌溉水内的微生物浓度已经改变时， 可以启动灌溉组件的操作， 以将混合物散布在田地142上。 0036 根据本发明的另外方面， 模块137可以使用环境数据和图像数据以计算和调节目 标微生物水平。 根据优选实施方式， 模块137可以使用天气数据(即温度、 湿度、 日光和/或降 水的测量和/或预测)来计算和调节微生物浓度水平。 例如， 如果模块137确定或感测到降 水， 则模块137可以使施用物中的微生物浓度水平并减少浇水时间增加。 同样， 如果模块137 检测到较高的温度、 较低的湿度或较少的阳光， 则模块137可以使微生物浓度水平降低。 这 可以在不超过。

39、或符合目标微生物水平的情况下允许更高或更低的待施用的水量。 此外， 模 块137可以基于对于给定的环境状态和施用的微生物的类型的储存的微生物生存能力数据 来调节微生物浓度水平。 例如， 模块137可以优选地在确定的或预测的一组环境条件中基于 对于给定的微生物的确定的微生物性能来调节微生物浓度。 因此， 在较高的温度和湿度处， 可以将微生物浓度水平降低； 或在极端温度水平期间， 将微生物浓度水平升高。 此外， 如果 基于感觉到的状态确定微生物生存能力很低， 则系统可以将微生物浓度降低至零。 0037 根据另外优选的实施方式， 模块137可以基于对给定作物进行检测的健康或生长 速率来调节微生物浓度。

40、水平。 例如， 模块137可以基于成像数据来确定作物不良健康或生长 缓慢， 该成像数据包括来自光学传感器、 航空传感器和/或卫星传感器的成像数据。 此外， 可 以基于指示强状生长的传感器数据来使微生物浓度水平增加。 这种数据可以包括关于以下 各者的数据： 作物水使用、 作物水压力指数、 植物生产比率等。 成像数据还可以包括植被指 数， 比如但不限于： RVI(比率植被指数)、 NDVI(归一化差异植被指数)、 SAVI(土壤调节的植 被指数)、 MASVI(修改型土壤调节的植被指数)和RSR(减少的简单比率指数)。 0038 根据另外优选的实施方式， 在可以使用不同的微生物混合物的情况下， 除。

41、了对导 致充分混合的/组合的待分配的施用物的全部、 组合的微生物浓度水平进行控制外， 本发明 的系统还可以改变每种微生物混合物的比率/浓度水平。 优选地， 模块137还可以基于以上 讨论的因素中的任何因素以及每种混合物/组成成分的价格和所用微生物的类型对微生物 混合物的每种组成成分的比率/浓度水平进行调节。 0039 尽管已经在特定于结构特征和/或过程操作的语言中描述了主题， 但是应当理解 的是， 所附权利要求书中限定的主题不必限于上述特定特征或表现。 反而， 上述特定特征和 行为被公开为实现权利要求的示例形式。 本发明的范围不应由所说明的实施方式来确定， 而应当由所附的权利要求书及权利要求书。

42、的合法等同物来确定。 说明书 6/6 页 9 CN 111867354 A 9 图1A 说明书附图 1/4 页 10 CN 111867354 A 10 图1B 说明书附图 2/4 页 11 CN 111867354 A 11 图2 说明书附图 3/4 页 12 CN 111867354 A 12 图3 说明书附图 4/4 页 13 CN 111867354 A 13 1.一种用于与灌溉系统一起使用的系统， 所述灌溉系统具有至少一个跨接件、 用于使 所述跨接件移动的驱动系统、 以及用于将施用物从供给源移动至散布系统的施用物流动系 统， 其中， 所述系统包括： 多个传感器， 在所述多个传感器中，。

43、 至少一个传感器配置成检测并传输用于土壤区域 的土壤数据； 其中， 所述土壤数据包括选自包括以下各者的一组数据中的数据： 水分水平和 微生物水平； 土壤调节模块， 其中， 所述土壤调节模块配置成对所述土壤数据进行分析， 以确定用于 所述土壤区域的体积测定的土壤水分以及微生物含量； 储存部， 所述储存部通过第一阀连接至所述施用物流动系统； 其中， 所述储存部容纳第 一微生物混合物； 水源， 所述水源通过第二阀连接至所述施用物流动系统； 储存部传感器， 其中， 所述储存部传感器确定所述第一微生物混合物中的微生物的浓 度； 控制系统， 其中， 所述控制系统配置成控制所述第一阀和所述第二阀； 其中， 。

44、所述控制 系统配置成打开和关闭所述第一阀， 以修改流动到所述施用物流动系统中的所述第一微生 物混合物的流量； 其中， 所述控制系统还配置成打开和关闭所述第二阀， 以修改流动到所述 施用物流动系统中的水的流量； 其中， 微生物混合物流和水流在所述施用物流动系统内结 合， 以形成施用物混合物； 其中， 所述土壤调节模块配置成确定土壤微生物特征是否低于预定阈值； 其中， 所述土 壤调节模块配置成基于经检测的所述土壤微生物特征来调节所述施用物混合物内的微生 物浓度； 其中， 所述土壤调节模块配置成通过对穿过所述第一阀的所述微生物混合物和穿过所 述第二阀的所述水流的相对流量进行修改来调节所述施用物混合物。

45、内的所述微生物浓度 水平。 2.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述储存部传感器包括重量传感器； 其中， 所述重 量传感器基于所检测到的所述第一微生物混合物的重量随时间的变化来确定所述储存部 中的微生物的第一浓度。 3.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述系统还包括多个环境传感器； 其中， 所述多个 环境传感器配置成对选自包括以下各者的一组环境状态中的一个或更多个环境状态进行 检测： 湿度、 压力、 降水、 太阳辐射、 和温度。 4.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述系统还包括图像传感器。 5.根据权利要求4所述的系统， 其中， 所述系统还包括选自包括以下各者的一组传感器 中的传。

46、感器： 光谱仪、 红外传感器和光学传感器。 6.根据权利要求5所述的系统， 其中， 所述系统还包括配置成检测作物健康的传感器。 7.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述控制系统配置成对所述储存部内的所述微生 物浓度进行修改。 8.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述控制系统配置成基于所输入的灌溉安排来使 所述施用物混合物的微生物浓度水平改变。 9.根据权利要求5所述的系统， 其中， 所述一组传感器包括配置成使用RGB图像来监测 按照条约第19条修改的权利要求书 1/2 页 14 CN 111867354 A 14 作物健康的至少一个传感器。 10.根据权利要求5所述的系统， 其中， 所。

47、述一组传感器包括配置成使用分光光度计图 像来监测作物健康的至少一个传感器。 11.根据权利要求3所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用环境数据来计算 和调节目标微生物水平。 12.根据权利要求10所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用图像数据来计算 和调节目标微生物水平。 13.根据权利要求11所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用选自包括以下各 者的一组环境数据中的环境数据： 温度、 湿度、 阳光和降水。 14.根据权利要求13所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成使用环境数据的预测 来计算和调整目标微生物水平。 15.根据权利要求13所述的系统， 其中，。

48、 所述土壤调节模块配置成基于经检测的降水来 使所述施用物混合物中的所述微生物浓度水平增加。 16.根据权利要求13所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于经检测的温度来 使所述施用物混合物中的所述微生物浓度水平增加。 17.根据权利要求16所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于所储存的微生物 对于被检测的环境状态的生存能力数据来使所述施用物混合物中的所述微生物浓度水平 增加。 18.根据权利要求14所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于被检测的作物生 长速率来调节微生物浓度水平。 19.根据权利要求18所述的系统， 其中， 所述土壤调节模块配置成基于植被指数来使所 述施用物混合物中的所述微生物浓度水平增加； 其中， 所述植被指数选自： RVI(比率植被指 数)、 NDVI(归一化差异植被指数)、 SAVI(土壤调节的植被指数)、 MASVI(修改型土壤调节的 植被指数)和RSR(减少的简单比率指数)。 20.根据权利要求1所述的系统， 其中， 所述储存部中的微生物的浓度是使用选自包括 以下各者的一组传感器中的传感器来检测的： 光传感器和化学传感器。 按照条约第19条修改的权利要求书 2/2 页 15 CN 111867354 A 15 。