一种沼液配肥决策方法技术

本发明专利技术涉及一种沼液配肥决策方法

【技术实现步骤摘要】
一种沼液配肥决策方法、穴灌装置及方法


[0001]本专利技术属于农用沼液灌溉领域，具体涉及一种沼液配肥决策方法
、
穴灌装置及方法
。

技术介绍

[0002]沼液由包括规模化畜禽养殖产生的动物粪便
、
尿液
、
病物
、
死物及冲洗水等畜禽养殖废弃物，经过厌氧处理及过滤等一系列步骤处理后制得，具有丰富的营养物质，沼液还田具有增加作物产量
、
提升作物品质
、
防治疫病虫害
、
改善土壤微生物环境等优势，受到广泛关注
。
穴灌是用移动运水工具逐棵浇灌作物根部土壤的一种节水灌溉方法，更适合于水源短期或灌溉条件较差或降水较少的山地丘陵区的果园区使用，灌溉包括玉米
、
棉花
、
西红柿等点播或移栽作物，因此将沼液应用于穴灌中对提高畜禽养殖废弃物利用率
、
经济性和劣势环境区域的作物产量品质具有重要意义
。
[0003]现有沼液穴灌装置及方法较为空白，虽然如专利
CN116267161A
公开了一种沼液水肥穴灌机器人和灌溉方法，但其利用湿度传感器实时检测穴孔中的土壤湿度来判断沼液灌溉量是否达标，其主要缺陷在于，一方面，在农田生态循环系统中，沼液配比灌溉可视为向土壤中输入有机肥成分和水分，影响作物所需水肥量的因素间的联系紧密，并非处于彼此完全独立的状态，若未综合考虑灌溉作物需求的优先级和影响因素，容易导致沼液未能充分利用甚至不合理灌溉，无法确保决策方案的实施能够实现作物生产目标；另一方面，农用沼液配比穴灌跟一般清水穴灌有所区别，沼液中不仅含有大量的水分，还含有丰富的可供作物直接利用的速效营养元素，现有基于沼液营养成分的配肥决策方法中，虽然包括根据用户预期农作物养分需求量和种植农作物地区的土壤养分含量计算施肥量的方法，但沼液养分种类较多，现有沼液配肥决策方法依赖于在沼液自身养分含量小于需求量下补加肥量，特别是对于沼液养分超出需求时，无法使营养元素达到需要且精准的情况下，保证沼液参与配比最多，限制了沼液穴灌的高效利用
。
[0004]其次，现有自动穴灌装置主要包括动力系统
、
开穴装置和储液灌溉系统，其穴灌方法为由动力系统驱动整体运行至灌溉区域，开穴装置钻穴或挖穴后，由储液灌溉系统控制装载的水肥定量注入穴孔中，但未能结合作物种类和生长周期开穴，缺乏覆土功能，导致自动化效率和穴灌效果下降，动力系统集成度不高，导致设备体积和成本较高，影响实际应用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本专利技术提供一种沼液配肥决策方法
、
穴灌装置及方法，配肥能够根据作物需求优化沼液利用并精确配比，适用于穴灌并能够集合土壤钻孔
、
沼液注入和覆土掩盖功能，确保实现沼液安全
、
高效
、
稳定地还田施肥
。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种沼液配肥决策方法，其方法包括：
[0008]获取环境数据并判断作物是否严重缺水；
[0009]若严重缺水，则以环境数据结合土壤水量平衡确定沼液最小体积；
[0010]若未严重缺水，则获取并比较沼液中各养分含量和作物对应养分实际需求量：
[0011]若沼液中所有养分含量均小于等于作物对应养分实际需求量，则在沼液中添加对应肥素至补足所有养分；
[0012]若沼液中任一养分含量大于作物对应养分实际需求量，则按沼液中养分含量相对作物对应养分实际需求量的超量越多为优先级，逐级筛选沼液体积，至沼液中所有养分含量均小于等于作物对应养分实际需求量，按补足所有养分确定沼液
、
肥素和清水配比
。
[0013]进一步的，判断作物是否严重缺水的方法包括：所述环境数据包括作物蒸腾比率，根据作物蒸腾比率与作物缺水情况负相关判断作物是否严重缺水；测定灌后作物数据和环境数据，动态调整作物是否严重缺水的判定条件
。
[0014]进一步的，所述环境数据包括作物种植面积
、
土壤有效含水量
、
作物蒸散量
、
深层渗漏量
、
降水量；
[0015]获取沼液中的含水率，则沼液最小体积
V
沼
min
＝
S
·
(Q+ET+D)/w
，上式中，
S
表示作物种植面积，
h
；
Q
表示土壤有效含水量，
mm
；
ET
表示作物蒸散量，
mm
；
D
表示深层渗漏量，
mm
；
w
表示沼液中的含水率
。
[0016]进一步的，获取沼液体积
V
沼
、
沼液中各养分浓度
c
x
、
作物各养分需求量
U
x
、
作物各养分实际吸收转化率
R
x
；
[0017]按
Δ
u
x
＝
U
x
‑
c
x
·
V
沼
·
R
x
计算各养分含量差值
Δ
u
x
；
[0018]若所有养分的
Δ
u
x
≥0
，则以
V
沼
为配肥体积，按
Δ
u
x
在沼液中添加对应肥素至补足所有养分；
[0019]若任一养分
Δ
u
x
＜0，则按所有
Δ
u
x
＜0中，
|
Δ
u
x
|
max
所属沼液中养分浓度
c、
作物养分需求量
U
和作物养分实际吸收转化率
R
，以
V'
沼
＝
U/(c
·
R)
计算沼液参比体积
V'
沼
；
[0020]按
Δ
u'
x
＝
U
x
‑
c
x
·
V'
沼
·
R
x
计算各养分含量差值
Δ
u'
x
；
[0021]若任一养分的
Δ
u'
x
＜0，则按所有
Δ
u
x
＜0中，次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种沼液配肥决策方法，其特征在于，其方法包括：获取环境数据并判断作物是否严重缺水；若严重缺水，则以环境数据结合土壤水量平衡确定沼液最小体积；若未严重缺水，则获取并比较沼液中各养分含量和作物对应养分实际需求量：若沼液中所有养分含量均小于等于作物对应养分实际需求量，则在沼液中添加对应肥素至补足所有养分；若沼液中任一养分含量大于作物对应养分实际需求量，则按沼液中养分含量相对作物对应养分实际需求量的超量越多为优先级，逐级筛选沼液体积，至沼液中所有养分含量均小于等于作物对应养分实际需求量，按补足所有养分确定沼液
、
肥素和清水配比
。2.
根据权利要求1所述的一种沼液配肥决策方法，其特征在于，判断作物是否严重缺水的方法包括：所述环境数据包括作物蒸腾比率，根据作物蒸腾比率与作物缺水情况负相关判断作物是否严重缺水；测定灌后作物数据和环境数据，动态调整作物是否严重缺水的判定条件
。3.
根据权利要求1所述的一种沼液配肥决策方法，其特征在于，所述环境数据包括作物种植面积
、
土壤有效含水量
、
作物蒸散量
、
深层渗漏量；获取沼液中的含水率，则沼液最小体积
V
沼
min
＝
S
·
(Q+ET+D)/w
，上式中，
S
表示作物种植面积，
h
；
Q
表示土壤有效含水量，
mm
；
ET
表示作物蒸散量，
mm
；
D
表示深层渗漏量，
mm
；
w
表示沼液中的含水率
。4.
根据权利要求1所述的一种沼液配肥决策方法，其特征在于，获取沼液体积
V
沼
、
沼液中各养分浓度
c
x
、
作物各养分需求量
U
x
、
作物各养分实际吸收转化率
R
x
；按
Δ
u
x
＝
U
x
‑
c
x
·
V
沼
·
R
x
计算各养分含量差值
Δ
u
x
；若所有养分的
Δ
u
x
≥0
，则以
V
沼
为配肥体积，按
Δ
u
x
在沼液中添加对应肥素至补足所有养分；若任一养分
Δ
u
x
＜0，则按所有
Δ
u
x
＜0中，
|
Δ
u
x
|
max
所属沼液中养分浓度
c、
作物养分需求量
U
和作物养分实际吸收转化率
R
，以
V'
沼
＝
U/(c
·
R)
计算沼液参比体积
V
′
沼
；按
Δ
u'
x
＝
U
x
‑
c
x
·
V'
沼
·
R
x
计算各养分含量差值
Δ
u'
x
；若任一养分的
Δ
u'
x
＜0，则按所有
Δ
u
x
＜0中，次级
|
Δ
u
x
|
max
更新
V
′
沼
和
Δ
u'
x
，开启新一轮的运算，否则，则确定
V
′
沼
、c、U、R
和
Δ
u'
x
；获取补充肥液中各养分浓度
c'
x
，按计算确定补充各肥液体积

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋跃，张悦，李红，左新乐，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：