測土配方施肥觸摸屏信息查詢系統(tǒng)在農(nóng)作物上的應(yīng)用研究

肖愛紅

（甘肅省西和縣農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，甘肅西和742100）

1 測土配方施肥觸摸屏信息查詢系統(tǒng)的概述

測土配方施肥觸摸屏信息查詢系統(tǒng)克服了土壤測試中養(yǎng)分元素測定方法煩瑣以及與作物產(chǎn)量反應(yīng)相關(guān)性差等難題，考慮了土壤養(yǎng)分供應(yīng)情況，還考慮了其他的養(yǎng)分來源，比如施用有機(jī)肥、農(nóng)作物秸稈還田、降雨和灌水等帶入的養(yǎng)分，并考慮作物輪作體系。養(yǎng)分管理策略：肥料品種種類適宜、肥料用量適宜、施肥時間適宜、施肥位置適宜等，時效性強(qiáng)，在有和沒有土壤測試條件下均可使用，是一種方便使用和易于推廣的作物推薦施肥新方法。一是將已經(jīng)建立的耕地資源管理信息和耕地地力評價信息導(dǎo)出拷貝，再在測土配方施肥觸摸屏查詢系統(tǒng)進(jìn)行一鍵導(dǎo)入。二是觸摸屏查詢功能支持文字、圖片、語音播報、視頻回放操作流程等。三是能夠連接網(wǎng)絡(luò)，觸摸屏具有內(nèi)存大、處理數(shù)據(jù)快等優(yōu)點(diǎn)，長時間連續(xù)運(yùn)行，穩(wěn)定性可靠，長時間待機(jī)不死機(jī)，不需要專人看守，不能頻繁開關(guān)系統(tǒng)。四是運(yùn)行速度快，對GPS定位的航拍照片和數(shù)據(jù)操作不會產(chǎn)生滯后卡頓現(xiàn)象。五是點(diǎn)擊查詢，依次輸入鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）—行政村—農(nóng)戶姓名—地塊名，點(diǎn)擊信息查詢，即可顯示該田塊的土壤類型和養(yǎng)分含量以及養(yǎng)分豐缺指標(biāo)評價結(jié)果等信息，依次點(diǎn)擊植物種類和對應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)量，即可顯示建議施肥情況。六是無須農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)和計算機(jī)知識，只要能操作智能手機(jī)就能進(jìn)行查詢，同時也可以點(diǎn)擊幫助，即可顯示操作步驟和操作流程。七是需要時可以連接打印機(jī)，打印所要查詢地塊的信息和施肥建議卡、肥料品種、用法與用量等，既科學(xué)合理又節(jié)本增效，既簡單又通俗易懂。八是既可安裝在縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村或農(nóng)技中心服務(wù)中心（站）、肥料銷售點(diǎn)等固定使用，也可以移動使用。九是該系統(tǒng)可連接掃描儀、鼠標(biāo)、鍵盤等計算機(jī)外設(shè)，一機(jī)多用。

2 觸摸屏查詢系統(tǒng)的建立

充分利用測土配方施肥技術(shù)，通過對縣域耕地進(jìn)行取土、分析化驗、建立不同土壤類型和不同地塊養(yǎng)分豐缺指標(biāo)體系，根據(jù)不同作物的種類和目標(biāo)產(chǎn)量，確定建議施肥量。

3 增產(chǎn)增效情況

在西和縣馬鈴薯、玉米、小麥主產(chǎn)區(qū)應(yīng)用測土配方施肥觸摸屏信息查詢系統(tǒng)指導(dǎo)施肥，與農(nóng)民習(xí)慣施肥相比，節(jié)約氮肥8%～13.5%，提高作物產(chǎn)量1%～3%，增收450～750元/hm2，提高氮素回收率3～5個百分點(diǎn)。

4 技術(shù)要點(diǎn)

基于產(chǎn)量反應(yīng)和農(nóng)學(xué)效率的推薦施肥決策系統(tǒng)，技術(shù)原理：通過收集匯總過去幾年在全縣范圍內(nèi)開展的馬鈴薯、玉米、小麥肥料田間試驗，包括“3414”試驗、肥料利用率試驗、“2+X”試驗、品比試驗，建立養(yǎng)分吸收與產(chǎn)量數(shù)據(jù)庫。采用方差分析和模型圖對數(shù)據(jù)庫中各類作物的可獲得產(chǎn)量、產(chǎn)量差、產(chǎn)量反應(yīng)、農(nóng)學(xué)效率、土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分供應(yīng)等相關(guān)參數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析，其中，施氮量=產(chǎn)量反應(yīng)/農(nóng)學(xué)效率；施磷或施鉀量=作物產(chǎn)量反應(yīng)施磷或施鉀量+維持土壤磷或鉀平衡部分。其主要核心技術(shù)包含產(chǎn)量反應(yīng)確定、單位產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量確定、施肥量確定。

4.1 產(chǎn)量反應(yīng)確定

產(chǎn)量反應(yīng)是不施某種養(yǎng)分處理的產(chǎn)量與該養(yǎng)分施用充足下兩處理的產(chǎn)量差。如果已知產(chǎn)量反應(yīng)，則直接輸入，系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)量反應(yīng)進(jìn)行推薦施肥；如果沒有產(chǎn)量反應(yīng)數(shù)值，則系統(tǒng)可根據(jù)土壤測試中有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀的測定等級確定產(chǎn)量反應(yīng)；若沒有土壤測試結(jié)果，則系統(tǒng)可根據(jù)歷年產(chǎn)量、已經(jīng)輸入的土壤質(zhì)地、顏色、有機(jī)質(zhì)含量等信息，確定土壤養(yǎng)分（基礎(chǔ)）供應(yīng)狀況和產(chǎn)量反應(yīng)。

4.2 單位產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量確定

以上述大量田間試驗的數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，應(yīng)用模型模擬不同潛在產(chǎn)量和目標(biāo)產(chǎn)量下的養(yǎng)分吸收量，得出最佳的單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量。該模型采用線性—拋物線—平臺函數(shù)，不僅考慮了氮、磷、鉀3種元素間的兩兩交互作用，同時考慮了氣候特征和種植類型。

4.3 施肥量確定

施肥量=（目標(biāo)產(chǎn)量所需的養(yǎng)分含量-土壤養(yǎng)分含量）/化肥含量，同時還要考慮上茬作物情況、輪作情況、秸稈還田等。

5 測土配方施肥觸摸屏信息查詢系統(tǒng)查詢范圍

5.1 地塊信息

輸入所需推薦施肥的地塊名稱或輸入縣、鄉(xiāng)、村名稱，可查詢到經(jīng)緯度、海拔高度、有效積溫、光照條件、無霜期、土壤類型、質(zhì)地狀況、灌溉條件、地下水位等信息，根據(jù)該地塊的信息，可選擇適宜種植的作物種類名稱，用于生成報告后便于查詢，面積為所要推薦施肥地塊的面積，單位可以選擇公頃或畝；土壤質(zhì)地（砂質(zhì)、壤質(zhì)和黏質(zhì)）和土壤肥力，根據(jù)有機(jī)質(zhì)含量或土壤外觀質(zhì)地判定為肥力高等、中等、低等，信息用于在沒有產(chǎn)量反應(yīng)和土壤測試值情況下確定土壤養(yǎng)分供應(yīng)等級，進(jìn)而確定產(chǎn)量反應(yīng)。

5.2 上季信息

上季作物產(chǎn)量、肥料用量和秸稈還田信息，用于計算上季養(yǎng)分殘留帶入到當(dāng)季的養(yǎng)分量，系統(tǒng)可根據(jù)所提供信息自行計算，上季作物種類用于考慮輪作倒茬。

5.3 本季信息

填寫農(nóng)民習(xí)慣施肥產(chǎn)量，即過去1～2年該作物的平均產(chǎn)量，系統(tǒng)會根據(jù)該產(chǎn)量水平，估算當(dāng)季作物的目標(biāo)產(chǎn)量；農(nóng)民習(xí)慣施肥信息，用于效益比較；收獲后秸稈處理方式，用于考慮施肥的養(yǎng)分平衡；產(chǎn)量反應(yīng)部分，根據(jù)核心技術(shù)要點(diǎn)中“產(chǎn)量反應(yīng)確定”方法進(jìn)行確定。

5.4 推薦施肥

根據(jù)上季作物養(yǎng)分殘留以及當(dāng)季作物的產(chǎn)量水平、產(chǎn)量反應(yīng)等，給出基于一定目標(biāo)產(chǎn)量的養(yǎng)分需求量，并可選擇計劃使用的肥料品種（復(fù)合肥和單質(zhì)肥均可選擇，也可自行添加肥料品種），系統(tǒng)會給出該地塊的具體施肥方案，包括施肥次數(shù)、施肥時間、肥料類型、數(shù)量和施肥位置等。

5.5 效益分析

根據(jù)農(nóng)民習(xí)慣施肥措施和推薦施肥措施的產(chǎn)量和肥料成本投入，給出2種措施的經(jīng)濟(jì)效益對比分析。

5.6 推薦單位

提供推薦單位名稱為省、市、（區(qū)）縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心（站）。

5.7 咨詢信息

如有疑問，需要提供推薦單位咨詢的聯(lián)系電話、微信、QQ等。

6 結(jié)語

通過觸摸屏信息系統(tǒng)查詢得知施用化肥的種類用量，防止盲目過量施用化肥，達(dá)到節(jié)本增效、提高耕地質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。