村级农田施肥专家系统设计与应用

[目的]实现田块尺度的施肥决策和精准施肥,达到测土配方施肥成果数字化延伸。[方法]采用GIS组件ArcEngine,将GIS,RS,GPS和农业专家技术进行集成,以遥感影像为索引,建立基于农户田块为基本管理单元的触摸屏村级农田施肥专家系统。并以犍为县定文镇炮房村为案例区进行了实际应用。利用四川省2005—2009年"3414"试验数据,结合区域实际,构建了系统的主要粮油作物推荐施肥模型。[结果]该系统不但实现了田块尺度的施肥决策和养分管理,同时还具备农田基本信息、缺素诊断、病虫害防治、政策法规和安全常识等查询功能。[结论]该系统具有界面友好,操作简单明了的特点,并在村级田块尺度上实现了精确施肥。     

基于移动Agent技术的明光市测土配方施肥短信支持系统

采用Agent技术实现了测土配方施肥短信支持系统的智能检索等特性,可从接收到的短信中提取关键字进行智能检索,并将土壤养分、各种作物施肥配方、施肥技术和缺素症状等信息回复给手机用户,也可以通过定时发送、短信群发等方式向手机用户发送施肥技术信息。测土配方施肥短信支持系统的运用能将国家的测土配方施肥成果有效地推广与应用,大大降低了获取农业测土配方施肥技术信息的成本。     

触摸屏技术在测土配方施肥中研究和应用

论述了测土配方施肥触摸屏的系统特点、主要功能及其应用情况。充分利用在农业部测土配方施肥项目中所获得的大量数据,实现对农业生产的指导作用,研究并开发了基于GIS的县域测土配方施肥决策触摸屏系统,通过引入触摸屏技术,实现了用触摸屏显示内容的可触摸的测土配方施肥决策触摸屏系统。该系统基于数据库技术提供了区域施肥、精准施肥、土壤养分、地力评价、土壤分布信息的查询功能,解决了大多数网上施肥决策系统功能齐全、却难以推广应用的难题。     

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。     

黄瓜对土壤养分的需求及施肥指导技术

通过分折黄瓜各生育期生长特性与养分需求特点,利用测土配方施肥技术制定以有机肥为主,化肥为辅:根据不同土壤的肥力水平确定黄瓜施肥用量:重基肥轻追肥的施肥原则,提出了黄瓜施肥要深施和全层施用;当作物中后期出现缺肥或早衰脱肥时采取叶面追肥促进黄瓜高产稳产。     

怎样防止大棚土老化

1．倡导科学施肥。根据不同种类蔬菜的生育特性、需肥规律、土壤供肥状况以及肥料的种类与养分含量,科学地计算施肥量。应大力推广大棚蔬菜配方施肥技术和测土施肥技术。采用科学的施肥方法,坚持基肥与追肥相结合。基肥要以腐熟有机肥为主,配合施用磷、钾肥;追肥要根据蔬菜不同生育阶段及对肥料的需要量大小分次追肥,注重在产品器官形成的盛期如根茎、块茎膨大期、结球期、开花结果期重施追肥。基肥要深施、分层施或沟施。追肥要结合浇水进行,推广叶面施肥技术。     

测土配方施肥应用软件研究与开发

在实施国家级测土配方施肥项目的实践基础上,将专业知识和电脑编程技术完美结合起来,研发出了一款非常适用的作物测土配方施肥专家。该软件集测土配方施肥数据库建立与维护、测土配方公式自定义与测试、精准配方施肥计算、施肥建议卡和土样测定评价表定制与填充、采样地块信息归类汇总统计、批量作业等功能于一体。阐述了该软件产生的背景、目的和意义、软件特点、主要特色功能以及主要功能模块应用。     

土壤测试实验室数据自动采集处理与推荐施肥系统

为了提高测土配方施肥中土壤测试的工作效率和测试数据采集、处理的准确性,针对土壤养分测试技术的工作流程,经过多年的研究与实践,应用计算机技术、数据库技术和网络技术,研制设计了土壤样品测试数据的自动采集、分析、入库和计算机自动对作物进行推荐施肥的分析控制系统。该系统已广泛应用于我国的测土配方施肥。     

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。     

柑橘营养施肥推荐专家系统的建立与验证

为解决橘园果农经验施肥投入不平衡导致的果实品质降低的问题，构建基于果实品质综合评价的营养施肥推荐专家系统。通过2019—2020年连续两年定点跟踪，建立果实膨大期树体矿质营养和果实成熟期果实品质指标原始数据库，构建了基于果实综合品质指标的果实膨大期优质叶片养分适宜标准生成算法、基于“以产定量、总量控制和分期调控”原则的标准含量适宜偏差百分数有效养分配方矫正算法和基于当地肥料农资供应库的复混配方推荐算法，实现果实膨大期优质叶片养分适宜标准生成、橘园营养状况评价、有效养分施肥配方推荐以及基于当地肥料农资数据库的复混配方推荐4个主要功能。2021年度进行系统推荐施肥方案效果验证，结果表明：广安龙安柚产区以中产园区平均产量作为目标产量的矫正施肥方案效果最佳，龙安乡橘园矫正施肥方案的氮、钾和磷肥投入分别降低40.3%、43.6%和1.3%，崇望乡橘园矫正施肥方案的氮、钾和磷肥投入分别降低27.1%、30.8%和78.8%。该系统有效避免了化肥投入不平衡所致果皮着色延迟以及氮钾肥投入偏低导致果实偏小和果肉着色延迟，显著提高龙安柚产区果实综合品质，对柑橘叶片养分矫正配方施肥技术推广有较高适用性。     

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。     

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。     

分散经营条件下烤烟精准养分管理研究

【目的】西南烤烟种植区的典型特征是"缓坡条件"和"分散经营",基于自然地块的变量施肥技术体系,研究分散经营条件下烤烟养分分区管理,以探讨分散经营条件下作物精准施肥的经济效益和应用可行性。【方法】分散经营土壤养分管理分区的基本步骤:计算土壤养分插值,以地块为单元统计土壤养分,依据施肥模型针对地块进行肥料养分推荐、聚类分析地块肥料养分,形成针对地块的养分管理分区。在云南宜良县,以50×50 m的网格进行土壤取样,应用地统计方法进行土壤养分空间变异分析、Kriging方法进行空间插值、空间叠加分析方法统计地块养分、聚类分析方法建立养分管理分区,大田试验检验养分分区管理方法的应用效果。【结果】研究结果表明,试验地块为中等肥力,土壤养分存在区域分布特征,适合分区养分管理。地统计分析显示,土壤养分变异主要来源于结构因素,可以进行地统计分析和空间插值,满足精准养分分区管理的要求。无机氮的有效变程最小,控制采样密度,缓坡农田和分散经营条件下精准养分管理的网格采样间距在50 m左右。根据空间分析结果,结合施肥指标体系,提出了111块烟田的推荐施肥量,并通过聚类分析的方法将111块农田的肥料养分推荐量分为8个管理区。与对照相比,烤烟精准养分分区管理可以节约氮、磷肥料分别为10.7%、10.3%,氮、磷养分投入分别节约成本43.2yuan/hm2、50.0 yuan/hm2,因增加钾素养分投入增加成本6.9 yuan/hm2,累计节省肥料成本86.3 yuan/hm2。烤烟产量、上等烟比例、均价、产值均有增加,其中,产量增加幅度6.7%~14.5%,平均增产10.6%;上等烟比例增加幅度4.2%~13.0%,平均增加7.3%;均价增加幅度0.13~0.54 yuan/kg,平均增加0.48 yuan/kg;产值增加幅度7.50~18.3%,平均增加14.0%;与常规施肥相比,分散经营条件下烤烟精准养分管理使烤烟增产增收5454.63 yuan/hm2,节本增效5140.9 yuan/hm2。【结论】以地块为操作单元建立养分管理分区的方法不仅能够节省肥料,增加农田收益,还能够有利于分散经营农户组织实施,对精准施肥技术应用具有理论和实践意义。     

统计分区施肥系统模型的建立及应用

通过对一定区域内耕地产量和土壤养分含量进行统计分析,建立统计分区模型(Statistic Division Fertilization Model,简称SDFM),并依据模型参数划分高、中、低产量区间和土壤养分含量区间。在区域内进行多点实验,获取它们的区域适宜施肥量。然后在区域适宜施肥量的基础上,利用决策点实际产量和土壤养分值进行调整,得到最终施肥推荐结果,从而对施肥量进行决策。以农安县2006~2011年产量和养分采样点数据为原始数据,利用目标产量养分平衡法和统计分区施肥模型进行了决策对比。结果显示:统计分区模型决策结果出现异常值的概率只有2%,而目标产量法对氮肥、磷肥和钾肥的决策结果异常值出现概率分别为45%,47%和47%。可见统计分区施肥很大程度地提高了决策结果的精度,可在县级以下的测土配方施肥中进行推广。     

应用于精确农业变量施肥地理信息系统的开发研究

利用GIS软件MapInfo及其二次开发语言MapBasic6.0开发了一套专门用于实施精确农业变量施肥作业的田间地理信息系统。该系统通过MapInfo的内置关系性数据库建立了一个包括土壤营养成分、作物历年产量、肥料使用情况等相关数据库,可进行数据的输入与输出、更新与查询及统计等功能,且根据不同地块诸影响因素给出施肥决策。决策结果可显示查询,还可通过RS-232C串行接口,将施肥指令传输到单片机去控制施肥机动作     

红壤不同地力条件下直播油菜对施肥的响应

2009至2010年度在江西、湖南两省的典型红壤区设置8组直播油菜氮磷钾硼肥田间肥效试验,旨在研究红壤不同地力条件下直播油菜对施肥的响应,探寻养分限制因子。结果表明,红壤直播油菜的长势受到地力的显著影响,高、中、低地力田块基础地力产量(不施肥处理产量)平均分别为1230、721和191kg hm-2。施肥不同程度促进了直播油菜的生长发育,养分吸收与累积,提高了籽粒产量并影响收获指数,各地力田块均以氮磷钾硼配施(NPKB)处理最好,其高、中、低地力田块平均产量分别为2529、1681和1065 kghm-2,产量水平随地力上升而大幅提高,但增产率则呈下降趋势。在其他养分配施基础上增施不同肥料的增产增收效果顺序为N>P>B>K,表明红壤直播油菜的养分限制因子依次为氮、磷、硼和钾,但受土壤养分状况差异的影响,不同地力条件下施肥的效果也存在差异,低地力田块施肥的相对增产效果好,绝对增产量及施肥收益仍以高地力田块较好。红壤区直播油菜的氮、磷、钾肥吸收利用率平均分别为34.5%、26.7%和65.4%,且各肥料利用率随地力上升而提高。试验结果说明,红壤区直播油菜的养分管理应重视氮磷钾硼肥的配合施用,缓解养分限制,从而有效增产。通过长期合理施肥以培肥土壤、提高地力,达到持续高产稳产。     

不同施肥模式对作物-土壤系统养分收支的影响

以1 组20 年长期定位试验为基础, 针对不同施肥模式下作物-土壤系统养分收支状况进行研究。本试验共8 个处理, 分别由化肥氮(N)、磷(P)、钾(K)和循环有机肥(M)组合而成。结果表明, 养分循环再利用有利于作物产量的提高, 对大豆和玉米籽实平均增产率分别为22.9%和16.4%; 但随化肥的均衡施用, 有机肥增产作用明显降低。仅施用循环有机肥可缓解土壤养分收支赤字, 但无法实现作物高产和土壤养分收支平衡; 施用氮肥加剧土壤磷收支赤字, 同时施用氮、磷肥加剧土壤钾赤字。本研究中同时施用氮、磷、钾肥和循环肥模式可满足作物高产的养分需求, 同时能够平衡土壤养分收支, 是较为理想的施肥模式。     

小麦生产管理知识模型系统

A knowledge model with temporal and spatial characteristics for the quantitative design of a cultural pattern in wheat production, using systems analysis and dynamic modeling techniques, was developed for wheat management, as a decision-making tool in digital farming. The fundamental relationships and algorithms of wheat growth indices and management criteria to cultivars, ecological environments, and production levels were derived from the existing literature and research data to establish a knowledge model system for quantitative wheat management using Visual C^＋＋. The system designed a cultural management plan for general management guidelines and crop regulation indices for timecourse control criteria during the wheat-growing period. The cultural management plan module included submodels to determine target grain yield and quality, cultivar choice, sowing date, population density, sowing rate, fertilization strategy, and water management, whereas the crop regulation indices module included submodels for suitable development stages, dynamic growth indices, source-sink indices, and nutrient indices. Ewluation of the knowledge model by design studies on the basis of data sets of different eco-sites, cultiwrs, and soil types indicated a favorable performance of the model system in recommending growth indices and management criteria under diverse conditions. Practical application of the knowledge model system in comparative field experiments produced yield gains of 2.4% to 16.5%. Thus, the presented knowledge model system overcame some of the difficulties of the traditional wheat management patterns and expert systems, and laid a foundation for facilitating the digitization of wheat management.     

抑菌剂浇施与不均匀施肥对玉米马铃薯生长和产量的影响

农业生产中,肥料和抑菌性农药施用是两种重要的农业生产技术。在施肥过程中,点状和条状施肥是主要的施肥方式,易导致作物生长期内土壤养分以斑块状分布,因此根系趋肥性对农田中作物获取养分具有重要性。而在施用抑菌性农药时,药剂能够通过淋溶等过程进入土体中,对土壤生态环境和根-土过程产生直接或间接的影响。然而目前有关农药施用是否影响作物根系趋肥性,进而改变产量表现还不清楚。本研究选用旱地主要粮食作物玉米和马铃薯为研究对象,通过等量肥料下隔行施用的方式构建土壤养分斑块,在此基础上进行广谱性杀菌剂浇施土壤,研究抑菌性农药对作物利用异质性养分的影响。两年的大田试验数据表明,一定程度上,抑菌剂浇施和隔行施肥能够显著地影响作物的植株生物量、产量,根系生物量及分布,且对玉米生物量影响具显著交互效应,表现为隔行施肥对生物量的显著提高发生在抑菌剂浇施条件下,而抑菌剂对玉米生物量的提高则主要表现在隔行施肥条件下。同时,抑菌剂浇施能够提高作物的根系觅养精确度,其中在马铃薯上达到显著水平,表明抑菌剂浇施对作物适应土壤养分斑块具有一定的促进作用。当然,抑菌农药和养分斑块在影响作物生长过程中的显著性受作物类型和种植年份的影响,具有复杂性。因此,进一步针对不同作物、生态环境和栽培措施,探讨抑菌剂农药在作物适应养分斑块中的作用以及对作物根系趋肥的影响机制,对于了解农药施用对化肥利用的影响具有潜在的价值。