一种基于北斗导航的变量施肥方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及农业机械自动化技术领域，提供一种基于北斗导航的变量施肥方法，包括：采集预设土地区域的土壤肥力值和所述预设土地区域的土壤坐标，结合土壤常规项的预设肥力等级，生成所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图；根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级和施肥时期，计算当前时期所述预设土地区域的初始施肥处方图；计算所述预设土地区域的综合施肥量，并基于所述综合施肥量生成所述预设土地区域的目标施肥处方图；基于所述预设土地区域的目标施肥处方图，对所述预设土地区域进行变量施肥。基于北斗卫星导航系统的高精度定位，采样小车获取土壤信息，自动分析后，得出肥力处方图和施肥处方图，供无人变量施肥车精准施肥。变量施肥车精准施肥。变量施肥车精准施肥。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗导航的变量施肥方法及系统


[0001]本专利技术涉及农业机械自动化
，特别涉及一种基于北斗导航的变量施肥方法及系统。

技术介绍

[0002]我国城镇化仍在继续，人口加速向主要的发达地区集聚，目前城镇常住人口已经超过9亿人。农村常住人口继续减少，而且老龄化趋势还在加剧，在未来较长时期内都将是乡村振兴必须要解决的重要难题。无人化农机自动作业和自动分析是一种解决方法。
[0003]此外，我国是水稻种植大国，为满足秧苗对土地矿质元素的需求，往往需要对水田进行施肥。而施肥太少，水稻生长营养需求得不到满足，产量减少；施肥太多，同样影响水稻长势的不一致，增加水稻倒伏的风险，造成土壤污染等问题。同时，同一块水田的不同区域位置肥力值也不尽相同。
[0004]常见的施肥方法是农户依靠经验对不同水田肥力进行判断而施肥，这种方法对农户要求高且误差非常大。另一种是测土配方施肥法，需要收集土样，对土样进行检验分析再进行施肥，这种方法采样效率低，采样数量有限，所得到的数据只能代表一整块水田的肥力值。以上传统方法都以一片田地或者一整块田地为最小单元，无法检测到一块水田内的各个区域的肥力值实时进行施肥量的调节。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提供一种基于北斗导航的变量施肥方法及系统。
[0006]为了实现本专利技术以上专利技术目的，本专利技术是通过以下技术实现的：
[0007]本专利技术提供一种基于北斗导航的变量施肥方法，包括：
[0008]采集预设土地区域的土壤肥力值和所述预设土地区域的土壤坐标，结合土壤常规项的预设肥力等级，生成所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图；
[0009]根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级和施肥时期，计算当前时期所述预设土地区域的初始施肥处方图；
[0010]基于所述预设土地区域的目标施肥处方图，对所述预设土地区域进行变量施肥。
[0011]在一些实施例中，所述根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级和施肥时期，计算当前时期所述预设土地区域的初始施肥处方图，包括：
[0012]计算所述预设土地区域的有效施肥量：
[0013]基于所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级，计算所述预设土地区域的碱解氮施肥量：S(N)＝a*s(n)；速效磷施肥量：S(P)＝a*s(p)；有效钾施肥量：S(K)＝a*s(k)；
[0014]其中，a为所述预设土地区域的亩数；N为所述预设土地区域的平均碱解氮含量；所述预设土地区域的碱解氮的肥力等级对应的施肥量s(n)；P为所述预设土地区域的平均速效磷含量；所述预设土地区域的速效磷的肥力等级对应的施肥量s(p)；K为所述预设土地区
域的平均有效钾含量；所述预设土地区域的有效钾的肥力等级对应的施肥量s(k)；
[0015]基于所述碱解氮施肥量、所述速效磷施肥量、有效钾施肥量，计算所述预设土地区域的化肥施肥量：
[0016]所述预设土地区域所需的氯化钾施肥量S(KCl)＝S(K)/60％；
[0017]所述预设土地区域所需的磷酸二铵施肥量S((NH4)2HPO4)＝S(P)/46％；
[0018]所述预设土地区域所需的尿素施肥量：
[0019]S(CH4N2O2)＝(S(N)
‑
S((NH4)2HPO4)*18％)/46％。
[0020]在一些实施例中，所述采集预设土地区域的土壤肥力值和所述预设土地区域的土壤坐标，结合土壤常规项的预设肥力等级，生成所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图，包括：
[0021]通过配置有北斗导航设备的土壤采样小车采集所述预设土地区域的土壤肥力值和所述预设土地区域的土壤坐标，得到所述预设土地区域的带坐标的土壤肥力数据；
[0022]通过克里金插值分析和重分类法，生成所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图；
[0023]其中，所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图为预设土地区域的土壤常规项的空间分布图。
[0024]在一些实施例中，所述根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级和施肥时期，计算当前时期所述预设土地区域的初始施肥处方图，包括：
[0025]基于所述带坐标的肥力处方图、所述土壤常规项的预设肥力等级，计算所述预设土地区域中每个预设肥力等级的肥力目标值；
[0026]根据所述带坐标的肥力处方图和所述预设土地区域中每个预设肥力等级的肥力目标值，计算出所述预设土地区域中每个采样点的施肥目标值；
[0027]根据所述施肥时期、以及所述施肥时期的常规施肥量、所述预设土地区域中每个采样点的施肥目标值，生成当前时期所述预设土地区域的施肥处方图。
[0028]在一些实施例中，还包括：
[0029]根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级、施肥时期和侧深施肥的变量，计算所述预设土地区域的目标施肥处方图。
[0030]在一些实施例中，在所述根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级、施肥时期和侧深施肥的变量，计算所述预设土地区域的目标施肥处方图之前，还包括计算所述侧深施肥的变量，具体包括：
[0031]获取所述预设土地区域中每个采样点的电导率瞬时值和耕层深度的瞬时值；
[0032]比较所述预设土地区域中当前采样点的电导率瞬时值和所述预设土地区域的采样点的电导率平均值，得到电导率对应的减肥量；
[0033]比较所述预设土地区域中当前采样点的耕层深度瞬时值和所述预设土地区域的采样点的耕层深度平均值，得到耕层深度对应的减肥量；
[0034]基于所述电导率对应的减肥量和所述耕层深度对应的减肥量，计算得到综合减肥量。
[0035]在一些实施例中，所述比较所述预设土地区域中当前采样点的电导率瞬时值和所述预设土地区域的采样点的电导率平均值，得到电导率对应的减肥量，包括：
[0036]如果当前采样点的电导率瞬时值≤所述电导率平均值*0.6，则不进行减肥作业；
[0037]如果当前采样点的电导率瞬时值＞所述电导率平均值*0.6，进行减肥作业；
[0038]其中，所述电导率对应的减肥量＝((当前采样点的电导率瞬时值
‑
所述电导率平均值*0.6)/所述电导率平均值*0.6)*15％*25kg/亩；若当前采样点的电导率瞬时值
‑
所述电导率平均值*0.6)/电导率平均值*0.6＞1时，则所述电导率对应的减肥量＝1，所述电导率对应的减肥量小于1则所述电导率对应的减肥量为计算值。
[0039]在一些实施例中，所述比较所述预设土地区域中当前采样点的耕层深度瞬时值和所述预设土地区域的采样点的耕层深度平均值，得到耕层深度对应的减肥量，包括：
[0040]如果当前采样点的耕层深度瞬时值≤耕层深度平均值，则不进行减肥作业；
[0041]如果当前采样点的耕层深度瞬时值＞耕层深度平均值，则进行减肥作业；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗导航的变量施肥方法，其特征在于，包括：采集预设土地区域的土壤肥力值和所述预设土地区域的土壤坐标，结合土壤常规项的预设肥力等级，生成所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图；根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级和施肥时期，计算当前时期所述预设土地区域的初始施肥处方图；计算所述预设土地区域的综合施肥量，并基于所述综合施肥量生成所述预设土地区域的目标施肥处方图；基于所述预设土地区域的目标施肥处方图，对所述预设土地区域进行变量施肥。2.根据权利要求1所述的基于北斗导航的变量施肥方法，其特征在于，所述根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级和施肥时期，计算当前时期所述预设土地区域的初始施肥处方图，包括：计算所述预设土地区域的有效施肥量：基于所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级，计算所述预设土地区域的碱解氮施肥量：S(N)＝a*s(n)；速效磷施肥量：S(P)＝a*s(p)；有效钾施肥量：S(K)＝a*s(k)；其中，a为所述预设土地区域的亩数；N为所述预设土地区域的平均碱解氮含量；所述预设土地区域的碱解氮的肥力等级对应的施肥量s(n)；P为所述预设土地区域的平均速效磷含量；所述预设土地区域的速效磷的肥力等级对应的施肥量s(p)；K为所述预设土地区域的平均有效钾含量；所述预设土地区域的有效钾的肥力等级对应的施肥量s(k)；基于所述碱解氮施肥量、所述速效磷施肥量、有效钾施肥量，计算所述预设土地区域的化肥施肥量：所述预设土地区域所需的氯化钾施肥量S(KCl)＝S(K)/60％；所述预设土地区域所需的磷酸二铵施肥量S((NH4)2HPO4)＝S(P)/46％；所述预设土地区域所需的尿素施肥量：S(CH4N2O2)＝(S(N)
‑
S((NH4)2HPO4)*18％)/46％。3.根据权利要求1所述的基于北斗导航的变量施肥方法，其特征在于，所述采集预设土地区域的土壤肥力值和所述预设土地区域的土壤坐标，结合土壤常规项的预设肥力等级，生成所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图，包括：通过配置有北斗导航设备的土壤采样小车采集所述预设土地区域的土壤肥力值和所述预设土地区域的土壤坐标，得到所述预设土地区域的带坐标的土壤肥力数据；通过克里金插值分析和重分类法，生成所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图；其中，所述预设土地区域的带坐标的肥力处方图为预设土地区域的土壤常规项的空间分布图。4.根据权利要求1所述的基于北斗导航的变量施肥方法，其特征在于，所述根据所述带坐标的肥力处方图、土壤常规项的预设肥力等级和施肥时期，计算当前时期所述预设土地区域的初始施肥处方图，包括：基于所述带坐标的肥力处方图、所述土壤常规项的预设肥力等级，计算所述预设土地区域中每个预设肥力等级的肥力目标值；根据所述带坐标的肥力处方图和所述预设土地区域中每个预设肥力等级的肥力目标
值，计算出所述预设土地区域中每个采样点的施肥目标值；根据所述施肥时期、以及所述施肥时期的常规施肥量、所述预设土地区域中每个采样点的施肥目标值，生成当前时期所述预设土地区域的施肥处方图。5.根据权利要求1～4中任一项所述的基于北斗导航的变量施肥方法，其特征在于，所述计算所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，李由，沈培培，
申请(专利权)人：上海联适导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：