基于WebGIS的县域测土配方施肥系统的建立

在测土配方施肥项目的基础上,采用了B/S结构,选择SuperMap IS.NET平台,设计并实现了网络测土配方施肥系统。对系统数据库的建立,以及精准施肥、区域施肥、土壤养分、地力评价和土壤分布五大功能和模块设计进行介绍,并以安徽省太湖县为例,给出了该系统的实际应用。     

针对农户地块的施肥决策支持系统的设计与实现

针对中国耕地管理单元散乱、施肥盲目性大的现状,以地块为施肥单元的决策支持系统可以为农户提供更精确的按需定位的施肥指导。以海伦市光荣村为例,以遥感数据、田间采样数据、农户调查数据为数据源, 利用GIS和地统计学的研究方法建立基于农户地块的施肥决策方案管理单元图, 根据长期定位实验数据和养分平衡原理设计施肥模型;在Super Map Object平台上研制开发了光荣村施肥决策支持系统,实现了针对农户承包地块的可视化的施肥指导平台。利用该平台帮助农民按需施肥,从而减少施肥盲目性,促进黑土区土壤生态修复,保护生态环境。     

大数据时代精准施肥模式实现路径及其技术和方法研究展望

自上世纪70年代起，我国开展了田间养分精准管理方法与技术的研究和推广，包括测土配方施肥、土壤养分测试和作物营养诊断，积累了大量土壤类型、肥力等基础数据以及农村地籍调查、农业普查、作物需肥规律等田间养分管理相关数据。但田间养分精准管理目前依旧存在重研究、轻应用，重理论、轻技术，专业分工太细，分割化、碎片化严重，传统与现代融合不够，可实际应用的产品、技术较少，农户体验差等问题。日渐成熟的信息互联、互通、互享技术与平台，功能日益强化的人工智能技术等，为实现田间养分管理走向精细化、信息化与系统化，进而为实现跨越式发展提供了契机。本文从我国农田经营分散的实际国情出发，根据精准施肥原理、认识与定位，提出了“基准+精准”模式的田间养分管理方案，以测土配方施肥为基础，结合数据挖掘技术对现有数据进行综合分析，更新制定当年田间养分管理“基准”施肥方案，包括基肥和追肥的施用数量及施用时间，同时利用云GIS可实现农田数据的空间信息化和施肥方案田块化管理的可视化，为移动端施肥方案的推送和实现田块尺度上的信息化精细管理奠定基础。以数字图像无损诊断作为技术支撑，通过机器学习作物数字图像特征参数来建立营养诊断模型，判断得出作物营养胁迫种类及程度，从而对当季田间作物长势及营养状况进行准实时监测与评价，进而实现对田间“基准”施肥方案特别是追肥施用的“精准”修正。最后通过构建“云+手持终端+数字图像”系统架构实现“基准方案推送—无损诊断—精准修订—成效反馈—方案优化”的动态实施和更新，对测土配方施肥技术体系进行完善，同时实现相关成果更新和持续利用，解决成果应用的“最后一公里”问题。     

养分平衡法在冬小麦测土推荐施肥中的应用研究

针对我国冬小麦主产区的主要土壤类型之一潮土,通过对大量小麦肥效试验结果的分析,分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等施肥参数.并基于养分平衡法的优点,主要研究了土壤环境因素和产量水平因素等对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律.结果表明,土壤有效养分含量与土壤有效养分校正系数及肥料当季利用率呈极显著曲线负相关关系.在此基础上,建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分的测定为基础的我国潮土冬小麦测土推荐施肥指标体系,以简捷、快速、科学合理地指导我国小麦的施肥与生产.     

基于WebGIS的棉田土壤肥力信息管理及施肥决策系统

本文以新疆兵团农七师125团为例,针对土壤信息数据在农业生产中的重要作用,综合应用作物平衡施肥原理、数据库技术、WebGIS技术、Java技术及专家系统技术,依据区域土壤肥力、质地类型,不同棉花品种需肥特点等众多特点,以条田为操作单元,建立了集棉田土壤养分管理、专家施肥推荐、SQL信息查询以及远程土壤养分数据管理等功能于一体的新疆农七师125团棉田土壤养分信息管理与作物推荐施肥系统。     

农田潮土养分耦合循环的微生物学机理研究进展

科学施肥是实现农业增产和土壤健康的重要手段。深入认知土壤微生物驱动的养分元素循环过程对于评价和指导科学施肥具有极为重要的意义。近年来不同施肥策略对土壤微生物影响的认知虽取得长足进步,但多限于单一养分元素的影响。土壤养分元素循环过程及与碳循环过程具有不可分割性,互作和协同也是土壤微生物的重要特性之一。因此,揭示土壤微生物介导的养分元素的耦合会更有助于我们全面了解农田土壤养分循环过程和指导科学施肥。笔者研究团队多年来以中国科学院封丘农业生态试验站养分平衡长期定位试验为平台,利用土壤微生物学、分子生态学、微量热和同位素测定等技术,系统研究了不同施肥策略下潮土微生物介导的碳、氮、磷元素循环及耦合过程。本文综述相关研究成果。对于缺磷潮土,磷肥施用能够提高微生物生物量碳氮、转化酶活性、脲酶活性、呼吸强度及微生物代谢活性等,使得微生物能够保障土壤养分转化与作物养分吸收,增加潮土综合碳氮汇效应,“高效低排”地为生态系统服务;与之相反,缺施磷肥条件下,即使长期施用其它养分如氮肥,潮土微生物代谢效率仍然低下,且代谢过程会损失更多碳氮素,不利于潮土碳氮累积,致使土壤质量无法提高,还加剧了生态环境的污染。在阐明了微生物对潮土养分的响应与反馈后,还进一步揭示了潮土碳磷耦合的微生物学机制,提出了“缺磷耗碳,增碳活磷”的理论框架。长期缺磷使得外源碳经由微生物转化进入潮土有机碳库的比例减少,却增加了外源碳的净矿化量,使得更多外源碳以CO₂形式排放到大气,即缺磷潮土不利于外源碳向潮土有机碳的转化。但是,外源碳的添加能够长效刺激缺磷潮土中微生物的增殖,特别是解磷微生物。该过程可以使得土壤化学固持的磷素转移到微生物体内,增加了潮土中潜在有效磷含量,后续可以提供给植物利用,即外源碳的添加能够通过解磷微生物活化土壤中不可利用态磷素。最后,对今后农田土壤养分耦合循环的微生物学研究方向和内容进行了展望。这些结果会加深对科学施肥重要性的认知,有助于指导调控土壤微生物更好地服务农田生态系统。     

WebGIS技术在测土配方施肥中的应用

介绍了WebGIS技术及其在农业中的应用,重点探讨了WebGIS技术在测土配方施肥中的应用前景,通过基于WebGIS的测土配方施肥系统,用户只需通过浏览器就可以方便直观地从网络地图中查询到作物施肥、土壤养分等技术信息,从而达到实现科学施肥、指导农业生产的目的。     

基于组件式GIS——ArcGIS Engine的县域测土配方施肥专家决策支持系统开发和应用

利用组件式地理信息系统技术（Component Geographic Information System,ComGIS）,在Visual Basic环境下嵌入ArcGIS Engine,结合数据库技术、专家系统技术,针对典型冀东山麓平原区——河北省唐山市丰南区开发了县域测土配方施肥专家决策支持系统。在管理丰南区基础地理、土壤、农业经济等信息的基础上,分析了丰南区土壤养分的空间变异,通过离散化技术生成了土壤养分三维空间数据,基于会员和非会员两种形式进行了县域尺度测土配方施肥指导。     

基于GPS和SMS技术的土壤养分水分速测系统的研究

为了满足精确施肥中对高密度、全面的农田土壤信息采集、数据无线传输和施肥决策的需要,本系统利用计算机技术和无线数传技术(SMS)对GPS、GIS和土壤养分水分速测系统进行有机集成.一方面通过AT891v55单片机,使差分GPS和土壤水分测定仪有机集成,实现土壤采样、水分测定、定位一体化;另一方面研制开发了集成针对石灰性褐土的速测值向常规值转换模型的土壤养分速测仪,并利用BENQ M22 SMS数传模块实现土壤养分速测系统与土壤养分管理决策系统的远程数据通讯和资源共享;同时利用Visual Basic和MapObjects控件集成GIS,实现具有空间属性的土壤养分数据可视化管理和分析处理.     

基于WebGIS的新疆远程施肥决策支持数据库的设计

针对土壤信息数据在农业生产中的重要作用，在应用基于GIs的新疆县级土壤养分管理和推荐施肥系统的基础上，提出建立基于webGIS的新疆省养分分区管理的系统，以扩大数据的共享性及推进平衡施肥技术应用的深度和广度。本文着重介绍了系统的施肥决策数据库的设计与开发.     

基于WebGIS的杂交棉生产管理专家决策系统构建

基于WebGIS的杂交棉生产管理专家决策系统是针对新疆杂交棉规模化生产管理的需要,综合土壤、品种、气象与专家决策模型,集成ComGIS、数据库、ASP.NET等技术建立的系统。采用B/S（浏览器/服务器）模式,可在网络平台对空间数据进行发布和共享,实现了杂交棉生产管理专家决策模型网络化运行,提高了用户对杂交棉的生产、决策与管理水平。     

安徽土壤肥料信息系统中施肥决策的研究

研究了安徽土壤肥料信息系统中配方施肥决策的算法和模型中的参数。采用土壤养分校正系数法,得出了安徽省各地区土壤养分校正系数值及其与土测值之间的关系,从而根据土壤养分含量、作物种类和目标产量确定某一区域的施肥量,为土壤肥料信息系统中的施肥决策提供方法依据。     

基于组件式GIS的施肥专家决策支持系统开发和应用

通过田间试验建立基于土壤肥力的红壤旱地和水田的平衡施肥模型，利用组件式地理信息系统技术(Component Geographic Information System，ComGIS)，在Visual Basic环境下嵌入MapObjects，结合数据库技术、专家系统技术，针对典型红壤丘陵区－江西余江县开发了县级尺度的施肥专家决策支持系统。在管理余江县基础地理、土壤、农业经济等信息的基础上，分析了江西余江县土壤养分的空间变异，通过离散化技术生成施肥单元，基于施肥单元进行了县域尺度水田和旱地作物的施肥指导。     

基于WebGIS的食用农产品产地环境质量评价系统

为准确管理环境污染数据,评价环境质量水平,进而保障食用农产品安全,该研究基于对大气、农田土壤和灌溉用水的多年监测数据,利用数据库技术、WebGIS技术构建农业基础信息、农业气象、土壤养分、大气污染物、灌溉水污染物、土壤污染物6个网络空间数据库;并在国家食用农产品产地环境质量标准和国内外已有研究基础上,建立食用农产品产地...     

粮食产后智能决策支持系统的研究

介绍了粮食产后系统的智能决策支持系统的研制开发,该系统包括粮食产后信息管理、粮食产量预测、粮食产后处理机械技术经济适应性分析及选型、粮食产后处理模式评估与优化、数据实时采集等子系统,为粮食生产经营和管理部门对粮食产量的预测、产后处理模式评估和优化、产后作业方式和作业机具的选型配备等问题的决策提供了有效的辅助决策工具。     

基于WebGIS的农田水肥盐碱监测与调控管理系统

监测水肥盐碱动态变化信息,分析诊断提出调控方案,提升盐碱农田生产管理水平。该文基于Web GIS平台、利用Silverlight与WCF技术研发盐碱农田水肥盐碱监测管理系统,基于统计学原理和作物水肥盐碱平衡与胁迫响应原理,构建了特征分析、诊断预警和调控决策3类15个模型,并进行系统集成应用。结果表明,系统融合数据采集、数据管理、统计分析、诊断预警、调控决策技术与实施管理措施形成了"六位一体"的全过程优化管理体系;模型数据处理分析结果科学有效,系统应用决策方案符合实际。在无棣县盐碱农田应用表明,管理方案有效缓解了水盐限制,促进了土壤肥力趋稳均衡,投入产出效益和生产决策效率明显提升;2014—2016年综合节水率达31.02%,氮磷钾节肥率分别达28.69%~63.14%、10.07%~67.98%、97.98%~100%,小麦玉米增产率接近预期。研究有助于利用信息技术手段推进盐碱农田水肥盐碱动态规律的探索和田间精准管理水平的提升。     

中国旱作节水农业项目管理决策支持系统的设计

“中国旱作节水农业决策支持系统”是以GIS为平台结合数据库技术、多媒体技术、超文本技术和模拟分析技术以及分布式网络技术等现代计算机综合技术的具体应用。整个系统提供了对全国旱作节水农业动态发展的各类信息进行输入、存储、查询检索、统计分析、辅助决策的环境，目的在于探索应用现代技术进行旱作节水农业资源评估和项目管理，为各级有关部门投资决策、技术咨询提供自动化管理和服务的方法。该文阐述了系统设计思想与其中的关键技术。