一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法技术

本发明专利技术公开了一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法，通过确定施肥用量以及确定施肥位置，能够帮助果农应对气候变化带来的影响，可以做到合理、精准施肥，大量节约施肥成本，施肥效率更高，减小对土壤的破坏,避免了土壤肥力的下降，是一种环保、经济、高效的果园精准施肥方法，同时还能大大提高了果园产量，可付诸实施。

A Precise Fertilization Method for Orchard Roots Based on Climate Response

The invention discloses a precise fertilization method oriented to the root system of an orchard based on climate response. By determining the amount and location of fertilization, it can help the fruit growers to cope with the impact of climate change, achieve rational and accurate fertilization, save a lot of fertilization costs, improve fertilization efficiency, reduce the damage to the soil, and avoid the decline of soil fertility. It is an environmental protection. The economic and efficient method of Precise Fertilization in orchards can also greatly improve the yield of orchards, which can be put into practice.

【技术实现步骤摘要】
一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法
本专利技术涉及农业工程领域，特别涉及一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法。
技术介绍
在我国果园种植中，肥料利用率普较低，大部分地区不足50％，而发达国家的果园肥料利用率普遍在60％以上。果园施肥不合理，易造成肥料浪费、土壤肥力下降、产量低等问题，严重制约我国果园种植技术的进一步发展。施肥是果园种植培育中的重要环节，果树根部施肥必须掌握根系生长、分布、吸收特性，才能将肥料施到最适宜的吸收部位，并充分发挥肥料的最大效能。同时，由于我国气候复杂多样，季风气候显著，四季气候变化对果园施肥效率影响很大。当前果园精准施肥领域多采用自动控制的水肥一体化装备，按照固定的配比，或者按照固定的经验规律进行施肥，在开环控制的模型下，不考虑种植环境、气候变化等问题，不但对果树的生长没有帮助，反而影响果树的正常发育，或者造成水及肥料的浪费。在目前国内外精准施肥领域，基于气候响应面向果园根系的施肥方法的研究仍属空白。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种技术方案：一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法，其创新点在于，包括如下步骤：A、土壤测定：配方前，对生产地的土壤进行有效养分的测定；B、确定肥料：根据步骤A中测定的土壤PH值和作物需要的肥料种类，选用对应的肥料种类；C、计算施肥用量：计算并确定施肥用量＝(目标产量所需养分总量-土壤供肥量)/(肥料中养分含量×肥料养分利用率)；D、确定施肥位置：均匀对根系密集区、层施肥；E、施肥步骤：将步骤C中计算得到的施肥用量，投入到水肥一体化精准施肥机构中，然后根据气候和果树需肥特点动态调节水肥量及比例，可以达到精准施肥的目的。作为优选，步骤C中所述目标产量所需养分总量＝目标产量值×单位产量所需养分量；所述土壤供肥量＝土壤有效养分测定值×2.25，所述2.25为1公顷面积20cm厚土层中所含有效养分质量(kg)。作为优选，所述目标产量值＝气候土壤生产潜力值×当地农业资源利用率。作为优选，所述气候土壤生产潜力值＝土壤肥力校正系数×气候生产潜力值。作为优选，所述气候生产潜力值＝水分校正系数×光温生产潜力值。作为优选，所述光温生产潜力值＝温度校正系数×光合生产潜力值。作为优选，所述光合生产潜力值为果树处于理想条件下，在作物生长期内，单位耕地面积上植株群体实际获取太阳辐射能所形成的最高产量。本专利技术的有益效果：本专利技术应用于果园施肥中，帮助果农应对气候变化带来的影响，可以做到合理、精准施肥，大量节约施肥成本，施肥效率更高，另外减少了肥料的浪费，以及减小对土壤的破坏避免了土壤肥力的下降，是一种环保、经济、高效的果园精准施肥方法，同时还能大大提高了果园产量，可付诸实施。附图说明为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1为温度对果树光合作用的作用曲线的示意图。图2为果园根系示意图。1-主根；2-侧根；3-须根；4-根茎。具体实施方式本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法，包括如下步骤：A、土壤测定：配方前，对生产地的土壤进行有效养分的测定；B、确定肥料：根据步骤A中测定的土壤PH值和作物需要的肥料种类，选用对应的肥料种类；C、计算施肥用量：计算并确定施肥用量＝(目标产量所需养分总量-土壤供肥量)/(肥料中养分含量×肥料养分利用率)；D、确定施肥位置：均匀对根系密集区、层施肥；E、施肥步骤：将步骤C中计算得到的施肥用量，投入到水肥一体化精准施肥机构中，然后根据果树内外环境自动调节水肥比例和施肥位置，可以达到精准施肥的目的。其中，步骤C中所述目标产量所需养分总量＝目标产量值×单位产量所需养分量；所述土壤供肥量＝土壤有效养分测定值×2.25，所述2.25为1公顷面积20cm厚土层中所含有效养分质量(kg)。其中，所述目标产量值＝气候土壤生产潜力值×当地农业资源利用率。其中，所述气候土壤生产潜力值＝土壤肥力校正系数×气候生产潜力值；当无机养分供应超过某一数值时，即使再增加无机养分的供应量，对提高产量也不起作用，但是，在土壤肥力水平很低的情况下，增加土壤中无机养分的含量，却可以使果树作物生产近似直线增加；所以，在已知气候生产潜力值的基础上，可以用肥力较正系数去乘气候生产潜力值，其值就是土壤生产潜力产量；其表达式为：式中，W是土壤肥力校正系数，其求解方法为：W＝F1×F2式中，F1是各项肥力因子的综合权重，F2是各项肥力因子的隶属度值。其中，所述气候生产潜力值＝水分校正系数×光温生产潜力值；果树根系吸收的水分中有99％用作蒸腾作用，蒸腾量与产量之间存在着线性关系，因此可用水分校正系数乘以光温生产潜力得到气候生产潜力值，其表达式为：式中，pi是第i旬的水分校正系数，其求解方法为：式中，L1是各时段土壤实际供水，由水分平衡方程求取；L2是各时段潜在耗水，由水蒸散与叶面积指数关系求取。其中，所述光温生产潜力值＝温度校正系数×光合生产潜力值；由于温度对果树光合作用的作用曲线近似为抛物线，在最适温区近似可看作是线性关系(如图1所示)，因此在系数校正时可由光合生产潜力乘以温度校正系数得到；其表达式为：式中，Ti是第i旬的温度校正系数，其求解方法为：其中，所述光合生产潜力值为果树处于理想条件下，在作物生长期内，单位耕地面积上植株群体实际获取太阳辐射能所形成的最高产量；在作物生长期内，单位耕地面积上植株群体实际获取太阳辐射能所形成的最高产量；其估算的数学模型为：式中各参数意义如下表：yr为光合生产潜力值(斤/亩)，yi为第i旬的光合潜力值，K为能量转换系数，E为最高光能利用率(％)，qi为第i旬的光合有效辐射值(千卡/厘米2×旬)；根据研究，植物最大生理光能利用率可达6.13％，可选用此数值作为果树的E值。K值求解：取经济产量占生物产量的40％，每形成1g果实消耗热量为Q1(千卡)，则每亩土地上能量转换系数：由上由气候因素推算气候土壤生产潜力值，确定目标产量，从而计算得出施肥总量。不同的气候环境决定果树不同的生长状态，对肥料的需求也不同，因而在确定施肥总量后，根据不同的气候环境对施肥量、水肥比例作动态调整。气候因素主要是光照、温度、水分，其他因素如果树周围二氧化碳量变化甚小故其影响忽略不计。气候因素对果树的影响直接体现在果实发育，如光照不良会使结果部位不稳定、产量低且品质差，温度过高或过低会造成果实品质差、座果率低，降水不足会使果实着色不良、耐寒力差。应对光照和温度不合理引发的问题，可采用适当调整施肥比例和施肥量进行弥补，如控氮、增钾可以促进果实增大、促进着色，适当增加施磷量有助于增加果实含糖量、提高果实硬度。最适合苹果根系生长土壤含水量相当于田间最大持水量得60％—80％，对于降水量不合理，可以利用土壤湿度传感器，由水肥一体化控制器自动调节肥水比例，以控制土壤含水量处于适宜范围内。如图2所示，施肥位置为果园根系密集区、层中；所述果园根系包括主根1、侧根2、须根3和根茎4；所述根茎4下侧设有主根1，所述根茎4下侧侧面设有若干个侧根2；所述主根1和侧根2上均设有若干个须根3；这里主根1既不吃水也不吃肥，施肥太近，容易伤根，浇水太近，利于滋菌，所以浇水施肥不可离果树太近；距离地面20—40cm的侧根2，被称作果树的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法，其特征在于，包括如下步骤：A、土壤测定：配方前，对生产地的土壤进行有效养分的测定；B、确定肥料：根据步骤A中测定的土壤PH值和作物需要的肥料种类，选用对应的肥料种类；C、计算施肥用量：计算并确定施肥用量=（目标产量所需养分总量‑土壤供肥量）/（肥料中养分含量×肥料养分利用率）；D、确定施肥位置：均匀对根系密集区、层施肥；E、施肥步骤：将步骤C中计算得到的施肥用量，投入到水肥一体化精准施肥机构中，然后根据果树内外环境自动调节水肥比例和施肥位置，可以达到精准施肥的目的。

【技术特征摘要】
1.一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法，其特征在于，包括如下步骤：A、土壤测定：配方前，对生产地的土壤进行有效养分的测定；B、确定肥料：根据步骤A中测定的土壤PH值和作物需要的肥料种类，选用对应的肥料种类；C、计算施肥用量：计算并确定施肥用量=（目标产量所需养分总量-土壤供肥量）/（肥料中养分含量×肥料养分利用率）；D、确定施肥位置：均匀对根系密集区、层施肥；E、施肥步骤：将步骤C中计算得到的施肥用量，投入到水肥一体化精准施肥机构中，然后根据果树内外环境自动调节水肥比例和施肥位置，可以达到精准施肥的目的。2.根据权利要求1所述的一种基于气候响应面向果园根系的精准施肥方法，其特征在于：步骤C中所述目标产量所需养分总量=目标产量值×单位产量所需养分量；所述土壤供肥量=土壤矫正系数×土壤有效养分测定值×2.25，所述2.25为1公顷面积20...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冉冉，翟德昂，孙玉坤，王长亮，王金星，司东霞，井大炜，王亚丽，尹孟，贾秀发，徐静，徐靖波，
申请(专利权)人：山东圣大节水科技有限公司，山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37