基于Android平臺的測土配方施肥系統設計與實現

摘 要：“互聯網+”現代農業是農業可持續發展和鄉村振興戰略的技術支撐，是助力智慧農業發展的新動力。本文將養分平衡施肥法、土測值法與 Android 智能終端相結合，在多年測土配方施肥的基礎上，研發移動測土配方施肥系統。研究結果為農資推廣、農技普及、分區管理、智慧施肥和農作物的可持續性發展提供理論依據和技術支撐。

關鍵詞：智慧施肥;Android;測土配方施肥

1 引言（Introduction）

作為中國的北大倉，黑龍江省連續五年糧食總產量和商品量居中國第一，實現了糧食總產量的“十二連增”。農業的快速發展離不開農業信息化，通過農業信息化建設，完成農業生產的網絡化以及智能化[4]。

在現行的條件下，我們可以搭建一個基于Android移動平臺技術、結合Web服務等先進的技術，為移動端施肥方案的推送和實現田塊尺度上的信息化精細管理奠定基礎[3]。系統根據野外數據采集的結構方式及數據庫的設計完成數據采集模塊。根據耕地地力評估結果和田間試驗進行配方施肥模型研究。再結合移動定位與移動數據網絡服務，將施肥方案一鍵送到用戶手中，實現精準施肥。該系統的建立，對指導農業科學生產具有重要的意義。

2 系統架構與數據來源（System Architecture and Data Sources）

2.1? 系統架構

本測土配方施肥系統主要面向兩種用戶：

普通用戶：需要進行測土配方施肥的農民，本系統的主要使用者。

后臺管理用戶：對所屬的各個配肥站進行設置的管理人員，通過對各個配肥站設置合適的信息，使得測土配方施肥得以正確進行。

根據用戶角色，可將系統劃分為兩個主要的子系統：移動端查詢子系統和后臺管理子系統。

2.2? 數據來源

以《測土配方施肥技術規范（2011 年修訂版）》為依據，配肥站以 “等量”、“隨機”、“多點混合”為原則，根據行政縣和行政村的劃分、類型、土壤地利用方式等，在目標范圍內進行采樣。利用 GPS 技術[5]，在農作物采摘后基肥施入前這個時間段內，于田地選取 0 ～ 40 cm 深的耕層進行采樣，據調查，每個采樣單元范圍約為 1.3104 m2 ～ 2.7104 m2（具體范圍根據田地地勢高低而定）。記錄樣點編號、經緯度、所在鄉鎮、所在村、所屬農戶等信息。對指定采樣點選定相應的作物種類，在設定作物目標產量的條件下，通過采樣點測定的土壤養分含量和田間試驗得到的土壤養分校正系數，得出最優的施肥配比和施肥方案。

3 系統功能（System Function）

測土配方施肥是本系統的核心功能，可以根據選擇條件，科學計算測土配方施肥結果。其中選擇條件包括：地市名稱、縣旗名稱、配肥站名稱、鄉鎮、村、農戶姓名、地塊。農戶名稱和地塊不是必選項，其他的都是必選項，如果選擇農戶姓名，則必須選擇農戶地塊。在本功能中使用了級聯選擇的技術，首先請求所有的市縣配肥站等信息，然后選擇不同的地市，將會加載不同的區縣，不同的培肥站。所選的信息通過網絡傳輸到服務器[7]，服務器根據條件返回相應的配肥結果。

服務器配肥計算公式為：

畝用養分純量（氮或磷或鉀）=（目標產量*0.01*作物百公斤籽實養分吸收量—土測值*有效養分利用系數*0.15）/肥料利用率[1]

根據農戶地塊氮、磷、鉀土測值落入的區間，不同的作物選擇不同的測土配方肥，最終其底肥用量在設置量的基礎上加上畝用純量（氮、磷、鉀）總和的十二分之一。

4 結論（Conclusion）

本系統實現智慧施肥為總目標，結合長期試驗得到的數據和專家確定的目標產量施肥模型，探索并實現了基于Android平臺的測土配方施肥查詢系統APP，實用性強，體現了農業信息化的發展方向。

（1）開發出測土配方施肥系統 APP。系統基于移動設備，采用最新版本軟硬件，結合農作物施肥模型進行研發，減少了對硬件設備的需求，符合高新技術發展趨勢，使用方式更靈活，相對于 PC 桌面端或 Web 端而言，對使用人員的技術要求更低，更利于系統對大眾的普及[8];

（2）將測土配方施肥模型與移動查詢技術相結合。本研究基于養分平衡施肥模型的構建，較為系統的探討了測土配方施肥模型和施肥參數以及與移動 技術結合的過程，開發一款施肥推薦系統，致力于為農業發展貢獻力量;

參考文獻（References）

[1]文歡，顏安，楊樹媛，et al.基于ArcGIS for Android的移動推薦施肥系統設計[J].北方園藝，2019，428（05）：181-185.

[2]余洪鋒，丁永前，劉海濤，等.小田塊變量施肥系統優化設計與應用[J].農業工程學報，2018，34（3）：35-41.

[3]何山，孫媛媛，沈掌泉，等.大數據時代精準施肥模式實現路徑及其技術和方法研究展望[J].植物營養與肥料學報，2017，23（6）：1514-1524.

[4]楊亨東.基于精準農業設計的水稻施肥系統開發[J].農機化研究，2017，39（7）：134-136.

[5]Xu Taosheng，Su Ning，Wang Rujing，et al.A novel variable rate fertilization system based on the Android platform[C]// IEEE International Conference on Progress in Informatics and Computing.IEEE，2016：395-398.

[6]明日科技.Android從入門到精通.清華大學出版社.2014年5月第8版

[7]王超，閭陳莉，吳迪，等，基于HttpClient的Android客戶端的設計與實現[J]，Computer Era，2014（3）

[8]汪永松.Android手機應用開發之信息平臺移動客戶端[J].電腦編程技巧與維護，2013（13）.

作者簡介：

姜浩（1987-），男，本科，工程師，研究領域：軟件工程.