综合气候条件的变量施肥决策系统研究

论文摘要

近年来,精准农业受到越来越多国家的关注,它是在一系列高新技术的基础上发展起来的一种新型现代农业;是信息时代和知识经济的产物;是“科技兴国”的体现。变量施肥是精准农业的重要环节,也是其最为关键的两项技术之一。它“因地制宜”、“按需施肥”的优点使它成为了各国农业研究领域的热点。我国是一个典型的农业大国,农业是整个国民经济的基础。然而我国地少人多,人均耕地占有率小,土地生产规模也不大,因此要解决好粮食问题,就必须提高单位面积土地的产量,所以对变量施肥进行研究,在我国具有巨大的实用价值。本文在查阅了大量文献资料的基础上,首先了解了当前变量施肥技术体系的发展状况,通过研究与分析发现,国内外大部分变量施肥中采用的施肥方法均为养分平衡法,因为该方法容易理解,操作比较简单,应用领域较广。然而此方法涉及到五大参数的确定,其中“目标产量”由于其特殊性,它的确定显得尤为重要,通过对它的确定,我们才可以达到“以产定肥”的目的。事实上,目前具有代表性的“目标产量”的确定方法均要在地块里进行多点试验,以此获得目标产量值,如此一来,农户的时间成本和经济成本会增加。因此,本文利用黑龙江省气候条件和养分平衡施肥法分别建立了玉米、大豆、水稻的氮、磷、钾的综合气候条件的施肥模型,该模型以养分平衡施肥法为基础,利用土壤养分数据通过叠加模型获得土壤修订系数,在气候生产潜力的基础上,进一步求得土壤—气候生产潜力,结合农业资源利用率,推算出作物产量,并将此产量作为目标产量,最后根据养分平衡施肥法确定种植作物的氮、磷、钾施肥量。本文在VC++6.0环境下,利用SQL Server数据库和mapInfo MapX功能组件、开发了一个变量施肥决策系统,并运用综合气候条件的施肥模型帮助农户进行施肥决策。首先,将MapX控件加入到VC++6.0中,结合其功能实现GIS基本功能:地块图的加载与显示,以及放大、缩小、平移、测距、网格自动化分与命名,农户可以根据该网格进行土壤数据采集;其次,利用VC++6.0开发了“数据录入”模块,数据包括土壤数据和气候数据,土壤数据输入之后,利用MapX对其进行空间插值计算;最后,通过建立的施肥模型进行施肥决策,得出施肥方案。综合气候条件的变量施肥决策系统与其他系统相比,具有使用方便、操作简单、价格低廉等优点;由于不需要对地块进行多点试验,减轻了农户的负担;利用了气候条件进行“目标产量”的确定,克服了“以土定产法”中只能应用于气候、雨量等正常的地区的缺点;克服了“以水定产法”受控于土壤水分的弊端;克服了“前几年单产法”的精确度低性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.1.1 变量施肥的意义
• 1.1.2 本课题研究的意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 国外概况
• 1.2.2 国内概况
• 1.3 主要研究内容与组织结构
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 组织结构
• 2 施肥模型建立
• 2.1 常用施肥方法
• 2.2 养分平衡施肥法
• 2.3 气候生产潜力
• 2.4 气候—土壤生产潜力
• 2.5 综合气候的施肥模型
• 2.6 本章小结
• 3 变量施肥相关技术
• 3.1 GIS 基本功能
• 3.1.1 地块图的加载
• 3.1.2 数据的绑定
• 3.1.3 地块图功能
• 3.2 坐标系的设定
• 3.2.1 GIS 的坐标系统
• 3.2.2 MapX 的坐标系统
• 3.2.3 坐标转换
• 3.3 地块网格划分与命名
• 3.4 土壤采样
• 3.5 空间插值计算
• 3.6 本章小结
• 4 系统总体设计
• 4.1 设计目标与原则
• 4.1.1 设计目标
• 4.1.2 设计原则
• 4.2 系统设计思想
• 4.3 系统逻辑结构设计
• 4.4 系统的数据流程
• 4.5 系统的软硬件配置
• 4.6 系统功能模块的设计
• 4.7 数据库设计
• 4.7.1 空间数据库设计
• 4.7.2 属性数据库设计
• 4.7.3 数据库的连接
• 4.8 本章小结
• 5 系统功能的实现
• 5.1 用户界面
• 5.2 地块图功能
• 5.3 地块网格划分与命名
• 5.4 数据录入
• 5.5 数据处理
• 5.6 施肥决策
• 5.7 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 地图功能实现代码
• 附录B 黑龙江省主要作物相关数据
• 附录C 黑龙江省主要作物资源利用率
• 攻读硕士学位期间发表论文