【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水稻栽培，具体为一种水稻插秧机的精准施肥方法、系统及装置。
技术介绍
1、在现代农业生产中，水稻是我国重要的粮食作物之一，其种植过程中施肥管理的科学性和精准性直接关系到水稻的产量和品质。然而，传统的施肥方式通常存在施肥量不精确、分布不均匀以及肥料利用率低等问题。一方面，由于土壤养分分布在田地中具有较大的空间异质性，部分区域可能养分过剩，而其他区域可能养分不足，这种不均匀性不仅无法满足水稻的生长需求，还可能导致肥料的浪费和农业面源污染。另一方面，传统施肥方式通常忽略了土壤环境参数（如土壤紧实度、湿度、温度和盐碱度）对养分有效性和肥料渗透深度的影响，导致肥料难以充分发挥作用，进一步降低了肥料的利用率。
2、此外，随着机械化种植技术的推广，水稻插秧机被广泛应用于水稻种植中。然而，目前大多数插秧机的施肥系统仍采用固定施肥量和固定施肥深度的方法，无论田地的养分分布和环境条件如何变化，都以统一的参数进行施肥。这种“一刀切”的施肥方式显然难以满足不同田块的实际需求，既无法实现精准农业的要求，又容易导致肥料资源浪费。尤其是在盐碱地等特殊区域中，土壤盐碱度和养分有效性的变化对作物生长影响显著，传统施肥方式更是难以取得理想效果。
3、鉴于此，亟需一种能够结合田地实际情况，综合考虑土壤养分含量、土壤紧实度、温湿度、盐碱度等多种参数，从而动态调整施肥量、施肥深度及施肥间距的精准施肥方法。通过与水稻插秧机械的有机结合，精准控制肥料的施用量和施用位置，有望显著提高肥料利用效率，改善水稻生长环境，为农业的绿色可持续发展提
4、现有技术中的，公开号为cn119032702a公开了一种水稻插秧机的智能精准施肥方法、系统及介质，通过对水稻插秧机的作业范围进行区域划定，得到育秧区域和非育秧区域；结合区域状态数据对育秧区域对应水稻田的田地情况进行综合分析，若分析田地情况为不适宜育秧的育秧区域，则派遣工作人员前往指定区域进行水稻田的泥层和水位改善；若分析得到育秧区域的育秧适宜等级，则结合育秧适宜等级对各个育秧区域的施肥方案进行配置，得到育秧区域的实际配置肥量；根据育秧区域的实际配置肥量使水稻插秧机中施肥单元进行肥料装载作业。但此方法的施肥方案仅基于育秧适宜等级配置实际肥量，采用的施肥纵向间距和施肥深度为定值，但未考虑施肥的位置及深度，可能导致肥料分布不均，肥料利用率降低，无法满足精准农业的发展需求，因此导致施肥系统的精确性、有效性降低。
5、在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水稻插秧机的精准施肥方法、系统及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种水稻插秧机的精准施肥方法，具体步骤包括：
4、将待施肥田地等面积分成若干子区域，随机选取不少于3片子区域进行土壤样本采集，并分析采集的土壤样本中的养分含量，基于选取子区域养分含量的平均值作为待施肥田地的养分含量，其中所述养分含量包括氮、磷、钾和有机质的浓度；
5、分析待施肥田地的土壤紧实度，获取待施肥田地的环境参数，基于得到的待施肥田地的土壤紧实度和待施肥田地的环境参数，结合待施肥田地的养分含量，计算生成养分渗透深度指数，所述待施肥田地的环境参数包括土壤温度均值和土壤湿度均值；
6、获取待施肥田地的盐碱度数据，基于得到的待施肥田地的盐碱度数据，结合待施肥田地的环境参数，计算生成土壤养分有效性指数，根据得到的土壤养分有效性指数和养分渗透深度指数对施肥纵向间距和施肥深度进行修正，得到施肥纵向间距和施肥深度精确值；
7、基于获取的施肥纵向间距精确值，计算进行施肥任务时单次的肥料排出量，水稻插秧机按照确定的单次的肥料排出量、施肥纵向间距和施肥深度精确值完成水稻的精准施肥控制。
8、进一步地，将待施肥田地划分为个等面积的子区域，在随机选取的子区域内的五个深度范围中各随机设置一个标志点进行土壤采样，基于凯式试剂法获取采样土壤的氮浓度，基于色谱法获取采样土壤的磷浓度，基于火焰光度法获取采样土壤的钾浓度，将五份采样土壤平均值作为该子区域的土壤氮、磷和钾的浓度，所述深度范围包括：地下，地下，地下，地下和地下，将选取的全部子区域的养分含量的平均值作为待施肥田地的养分含量。
9、进一步地，基于得到的待施肥田地的土壤紧实度和待施肥田地的环境参数，结合待施肥田地的养分含量，计算生成养分渗透深度指数，其中计算生成养分渗透深度指数所依据的公式为：
10、；
11、式中，为养分渗透深度指数，为土壤湿度均值，为土壤紧实度，、和分别为待施肥田地中氮、磷和钾的浓度；
12、其中，土壤紧实度的分析方法为：通过锥形阻力法确定将一锥体以恒定速度插入土壤时，土壤对锥体的单位压力，记为锥形阻力，基于得到的锥形阻力，结合土壤特质参数进行综合分析，计算得到土壤紧实度，所述土壤特质参数包括土壤密度、土壤湿度均值和土壤有机质的浓度，其中土壤密度具体为单位体积土壤的干质量，土壤紧实度具体的计算公式为：
13、；
14、式中，为土壤密度，为土壤有机质的浓度，和分别为土壤密度和土壤湿度均值的权重系数，其中且和均大于0。
15、进一步地，获取待施肥田地的盐碱度数据，基于得到的待施肥田地的盐碱度数据，结合待施肥田地的环境参数，计算生成土壤养分有效性指数，其中计算生成土壤养分有效性指数所依据的具体公式为：
16、；
17、式中，为土壤养分有效性指数，为土壤温度均值，为水稻作物生长的最优土壤温度，为水稻作物生长的最优土壤湿度，为待施肥田地的盐碱度数据；
18、进一步地，根据得到的土壤养分有效性指数和养分渗透深度指数对施肥纵向间距和施肥深度进行修正，得到施肥纵向间距和施肥深度精确值，其中施肥纵向间距精确值计算所依据的公式为：
19、；
20、式中为施肥纵向间距精确值，为施肥纵向间距初始值，为施肥纵向间距判断阈值，为种植水稻的平均高度，和分别为预设的权重系数，其中且和均大于0。
21、进一步地，根据得到的土壤养分有效性指数和养分渗透深度指数对施肥纵向间距和施肥深度进行修正，得到施肥纵向间距和施肥深度精确值，其中施肥深度精确值计算所依据的公式为：
22、；
23、式中，为施肥深度精确值，为施肥深度初始值，为待施肥田地的坡度，和分别为预设的权重系数，其中且和均大于0。
24、进一步地，基于获取的待施肥田地的养分含量，结合水稻生长养分需求量和施肥纵向间距精确值，计算进行施肥任务时单次的肥料排出量，其中单次的肥料排出量计算所依据的公式为：
25、；
26、式中，为单次的肥料排出量，为待施肥田地的总施肥量，为施肥纵向间距精确值，为待施肥田地的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：将待施肥田地划分为个等面积的子区域，在随机选取的子区域内的五个深度范围中各随机设置一个标志点进行土壤采样，基于凯式试剂法获取采样土壤的氮浓度，基于色谱法获取采样土壤的磷浓度，基于火焰光度法获取采样土壤的钾浓度，将五份采样土壤平均值作为该子区域的土壤氮、磷和钾的浓度，所述深度范围包括：地下，地下，地下，地下和地下，将选取的全部子区域的养分含量的平均值作为待施肥田地的养分含量。
3.根据权利要求2所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：基于得到的待施肥田地的土壤紧实度和待施肥田地的环境参数，结合待施肥田地的养分含量，计算生成养分渗透深度指数，其中计算生成养分渗透深度指数所依据的公式为：
4.根据权利要求3所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：获取待施肥田地的盐碱度数据，基于得到的待施肥田地的盐碱度数据，结合待施肥田地的环境参数，计算生成土壤养分有效性指数，其中计算生成土壤养分有效性指数所依据的具体公式为：
5.根据权利要求4所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：根据得到的土壤养分有效性指数和养分渗透深度指数对施肥纵向间距和施肥深度进行修正，得到施肥纵向间距和施肥深度精确值，其中施肥纵向间距精确值计算所依据的公式为：
6.根据权利要求5所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：根据得到的土壤养分有效性指数和养分渗透深度指数对施肥纵向间距和施肥深度进行修正，得到施肥纵向间距和施肥深度精确值，其中施肥深度精确值计算所依据的公式为：
7.根据权利要求6所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：基于获取的待施肥田地的养分含量，结合水稻生长养分需求量和施肥纵向间距精确值，计算进行施肥任务时单次的肥料排出量，其中单次的肥料排出量计算所依据的公式为：
8.一种水稻插秧机的精准施肥系统，用于执行上述权利要求1-7任一项所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：包括：
9.一种水稻插秧机的精准施肥装置，其特征在于，所述施肥装置采用权利要求1-7任一项所述的水稻插秧机的精准施肥方法进行施肥。
...【技术特征摘要】
1.一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：将待施肥田地划分为个等面积的子区域，在随机选取的子区域内的五个深度范围中各随机设置一个标志点进行土壤采样，基于凯式试剂法获取采样土壤的氮浓度，基于色谱法获取采样土壤的磷浓度，基于火焰光度法获取采样土壤的钾浓度，将五份采样土壤平均值作为该子区域的土壤氮、磷和钾的浓度，所述深度范围包括：地下，地下，地下，地下和地下，将选取的全部子区域的养分含量的平均值作为待施肥田地的养分含量。
3.根据权利要求2所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：基于得到的待施肥田地的土壤紧实度和待施肥田地的环境参数，结合待施肥田地的养分含量，计算生成养分渗透深度指数，其中计算生成养分渗透深度指数所依据的公式为：
4.根据权利要求3所述的一种水稻插秧机的精准施肥方法，其特征在于：获取待施肥田地的盐碱度数据，基于得到的待施肥田地的盐碱度数据，结合待施肥田地的环境参数，计算生成土壤养分有效性指数，其中计算生成土壤养分有效性指数所依据的...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙刚，徐光浩，张文学，刘增兵，熊丽，何隆鑫，袁福生，
申请(专利权)人：江西省农业科学院农业工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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