一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，包括按比例获取放射性同位素与所施用的肥料原料；将放射性同位素与肥料原料中的某种肥料原料按要求混合，形成放射性的标记物，再将标记物与其它肥料原材料混合得到同位素缓释肥料，将同位素缓释肥料在施肥作业区域进行堆放或施肥作业；检测同位素缓释肥料衰变释放的放射线信号强度以判断同位素缓释肥料的放射线信号强度状况；将检测的射线信号强度、放射线位置点以及施肥作业区域的地形地发送到信号处理终端上处理，以获取射线信号强度的分布，从而判断肥料堆放量或施肥作业是否均匀到位。本发明专利技术能够准确定位肥料的流向和分布情况，提高施肥管理监控手段，减轻劳动强度，节约劳动力。

【技术实现步骤摘要】
一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法
本专利技术属于同位素示踪技术应用领域，具体涉及一种同位素应用于农林业肥料施用情况的跟踪方法，特别适用一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法。
技术介绍
放射性同位素示踪技术，是分子生物学研究中的重要手段之一，通过追踪用同位素标记的化合物，可以了解物质的运行和变化规律，弄清生化反应的详细过程，特别是在对蛋白质生物合成的研究中，从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。随着科技的发展，同位素示踪方法的应用日趋成熟。例如，在分子生物学中，利用C、O等同位素研究光合作用，可以详细地阐明叶绿素如何利用二氧化碳和水，什么是从这些简单分子形成糖类等大分子的中间物，以及影响每步生物合成反应的条件等。通过研究采用C、H、P等同位素对核酸同蛋白质的相互关系，不但可以了解生物体内生成核酸和蛋白质的复杂过程，甚至可以了解生物遗传是如何实现的，乃至探讨人工改造遗传特征的可能性，因而，也基于此产生了分子遗传学及遗传工程等新学科。另外，在农业及畜牧业领域，放射性同位素示踪技术也被广泛应用于农业科学研究，并产生了巨大的经济效益。例如杀虫剂、除莠剂对昆虫和杂草的生物作用；植物生长刺激素对农作物代谢和功能的影响；激素、维生素、微量元素、饲料、药物对家畜生长和发育的影响；以及用同位素标记昆虫、寄生虫、鱼及动物等所发现的这些大小动物的生命周期、迁徙规律、交配和觅食习性等，都是根据示踪技术研究所产生的技术成果。而涉及最基础的农业种植施肥时，在部分偏远的林场、种植地区，由于地形地貌以及地区交通问题，总会有局部区域种植区域因交通不便，肥料运输到点比较困难，需要施肥工人人力背负运输，因而导致一些雇佣工人偷工减料，在肥料难以运输的地点区域少施肥甚至不施肥，而在交通便利肥料容易运输的地点区域多施肥，从而造成种植区域施肥不均，会导致农林作物生长不均匀和造成不必要的损失。现有的督查办法大多依赖人工巡查，但是由于农林业作业面积大，人工巡查费工费时、效率低、成本高，难以满足现代农林业发展需求。为加强对肥料到位率的监控，在大面积施工作业中，迫切需要依赖现代化手段，对所有作业区域肥料到位情况进行监控跟踪，及时掌握肥料的分布到位情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，本专利技术提供一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，本专利技术通过搭载在肥料颗粒上的同位素释放的特有射线对农业施肥监控，能够准确定位肥料的流向和分布情况，提高施肥管理监控手段，减轻劳动强度，节约劳动力。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，包括如下步骤：步骤1：按比例获取放射性同位素与所施用的肥料原料；先将放射性同位素与肥料原料中的某种肥料原料按要求混合，形成放射性的标记物，再将标记物与其它肥料原材料混合搅拌15～30min，得到均匀共混料，在温度为20～40℃下放置3d～8d后，依次送入螺旋挤压机中进行挤压成型和造粒机中进行造粒，得到同位素缓释肥料后按照重量要求进行包装；将放射性同位素与肥料原料中的某种肥料原料按要求混合是先将所选取的该种肥料原料加入2-5倍重量(或体积)的溶剂进行溶解，然后将放射性同位素放入其中，加热搅拌搅拌蒸发溶剂至90％以上，并密封放置10-30天备用；步骤2：将同位素缓释肥料在其衰变期内运输到指定施肥作业区域进行施布；利用电子检测设备对施肥作业区域进行信号搜索采集，每间隔一段时间t后，检测同位素缓释肥料衰变释放的放射线信号强度E1，同时获取施肥作业区域的地形地貌图片，以判断同位素缓释肥料的放射线信号强度状况；步骤3：将每次检测的射线信号强度E1、同位素衰变释放射线位置点以及施肥作业区域的地形地貌图片以信号形式发送到信号处理终端上进行处理，先对施肥作业区域的地形地貌进行标注，再在地形地貌中对同位素衰变释放射线位置点进行标注，以获取射线信号强度E1的分布，从而判断肥料分发施布是否均匀到位。上述方案进一步优选的，所述同位素衰变释放的射线信号包括但不仅限于α射线信号、β-射线信号、β+射线信号、γ射线信号和X射线信号。上述方案进一步优选的，所述肥料原料包括有机物肥料和/或无机肥料，有机物肥料包括氨基酸、腐殖酸、黄腐酸、碳水化合物和蛋白中一种或两种以上，所述无机肥料包括尿素、氯化氨、硫酸铵、磷酸一氨、磷酸二氨、钙镁磷肥、过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、硼砂、硫酸铜、硫酸锌、亚硫酸铁、硫酸锰、硅酸盐和稀土中的一种或两种以上。上述方案进一步优选的，所述混合搅拌的转速为3000～5000r/min；所述螺旋挤压机造粒机内的压力为0.5MPa～1.5MPa，温度为60℃～80℃；所述造粒机中的温度为20℃～40℃。上述方案进一步优选的，所述电子检测设备为携带有GIS系统、GPS系统和无线通信终端的射线探测器。上述方案进一步优选的，步骤2还包括获取每包同位素缓释肥料的0.01倍至0.2倍质量的同位素缓释肥料进行同位素放射强度进行检测，以获得同位素缓释肥料原始放射强度的分布。上述方案进一步优选的，在地形地貌中对同位素衰变释放射线位置点进行标注采用蜂窝网格式进行标注，蜂窝网格尺寸宽度为1:50～100。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)、本专利技术将同位素示踪技术应用于农业施肥监控，能够准确定位肥料的流向和分布情况，提高施肥管理监控手段，减轻劳动强度，节约劳动力，特别是应用于林业施肥管理，能够避免爬山涉水的艰辛。(2)、本专利技术应用于监控施肥作业，具有定位精准，提高管理效率等优点，能够满足规模化农业种植大面积施肥管理实时监控需要；而且适用范围广，适用于大田农作物施肥管理、果园施肥管理、经济林施肥管理，广泛适用于农林业种植管理。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，包括如下步骤：步骤1：按比例获取放射性同位素与所施用的肥料原料，先将放射性同位素与肥料原料中的某种肥料原料按要求混合(将放射性同位素与原料中的一种原料进行混合)，形成放射性的标记物；所述放射性同位素的衰变期最短应不小于1天(即24小时)，最长应不长于1年，所述放射性同位素不包含有害重金属元素砷、汞、铅、隔和铬的同位素，放射性同位素所释放的射线属于微量剂量，完全在对人、畜、禽类不会造成伤害的安全剂量范围内，也不会对农林作物根系细胞膜的渗透及细胞质粘性造成影响；本专利技术所指的肥料原料包括有机物肥料和/或无机肥料，所述有机物肥料包括氨基酸、腐殖酸、黄腐酸、碳水化合物和蛋白中一种或两种以上，所述无机肥料包括尿素、氯化氨、硫酸铵、磷酸一氨、磷酸二氨、钙镁磷肥、过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、硼砂、硫酸铜、硫酸锌、亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：按比例获取放射性同位素与所施用的肥料原料；先将放射性同位素与肥料原料中的某种肥料原料按要求混合，形成放射性的标记物，再将标记物与其它肥料原材料混合搅拌15～30min，得到均匀共混料，在温度为20～40℃下放置3d～8d后，依次送入螺旋挤压机中进行挤压成型和造粒机中进行造粒，得到同位素缓释肥料后按照重量要求进行包装；/n步骤2：将同位素缓释肥料在其衰变期内运输到指定施肥作业区域进行堆放或施肥作业；利用电子检测设备对堆放或施肥作业区域进行信号搜索采集，每间隔一段时间t，检测同位素缓释肥料衰变释放的放射线信号强度E1，同时获取施肥作业区域的地形地貌图片，以判断同位素缓释肥料的放射线信号强度状况；/n步骤3：将每次检测的射线信号强度E1、同位素衰变释放射线位置点以及施肥作业区域的地形地貌图片以信号形式发送到信号处理终端上进行处理，先对施肥作业区域的地形地貌进行标注，再在地形地貌中对同位素衰变释放射线位置点进行标注，以获取射线信号强度E1的分布，从而判断肥料堆放量或施肥作业是否均匀到位。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：按比例获取放射性同位素与所施用的肥料原料；先将放射性同位素与肥料原料中的某种肥料原料按要求混合，形成放射性的标记物，再将标记物与其它肥料原材料混合搅拌15～30min，得到均匀共混料，在温度为20～40℃下放置3d～8d后，依次送入螺旋挤压机中进行挤压成型和造粒机中进行造粒，得到同位素缓释肥料后按照重量要求进行包装；
步骤2：将同位素缓释肥料在其衰变期内运输到指定施肥作业区域进行堆放或施肥作业；利用电子检测设备对堆放或施肥作业区域进行信号搜索采集，每间隔一段时间t，检测同位素缓释肥料衰变释放的放射线信号强度E1，同时获取施肥作业区域的地形地貌图片，以判断同位素缓释肥料的放射线信号强度状况；
步骤3：将每次检测的射线信号强度E1、同位素衰变释放射线位置点以及施肥作业区域的地形地貌图片以信号形式发送到信号处理终端上进行处理，先对施肥作业区域的地形地貌进行标注，再在地形地貌中对同位素衰变释放射线位置点进行标注，以获取射线信号强度E1的分布，从而判断肥料堆放量或施肥作业是否均匀到位。


2.根据权利要求1所述的一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，其特征在于：所述同位素衰变释放的射线信号包括但不仅限于α射线信号、β-射线信号、β+射线信号、γ射线信号和X射线信号。


3.根据权利要求1所述的一种利用同位素示踪监控肥料分布的方法，其特征在于：肥料原料包括有机物肥料和/或无机肥料，有机物肥...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓秀汕，邓秀泉，张严，申武昌，邓忠焕，
申请(专利权)人：广西田东力源宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45