面向非线性复杂农业营养液系统的常微分方程网络模型

在封闭水培系统中，由于植物与营养液之间的相互作用改变了其中离子的速率，必须周期性重新调整营养液以持续为植物根系提供稳定环境。传统方法是重复供给少量预制的浓缩营养液，仅测量储液罐的总电导率与pH。由于无法控制离子速率的崩溃，近期研究尝试测量各组分浓度以仅补充不足离子。然而，这些方法使用类滴定的启发式方法，为单次控制输入反复添加少量组分并多次测量离子密度。传统与近期方法均不仅耗时，且因营养液为包含众多沉淀反应与复杂相互作用的非线性复杂系统，无法预测与控制输入相关的化学反应。我们提出营养液系统的连续网络模型，其反应由微分方程描述。该模型以低误差预测各化学组分的摩尔浓度与总溶解固体。该模型还可通过对溶解离子浓度逆向计算，求出生成所需营养液所需的化合物量。