專利名稱：計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作物施肥領(lǐng)域，尤其涉及確定作物不同施肥期施肥量的方法和裝置。
背景技術(shù)：
作物生長(zhǎng)離不開(kāi)養(yǎng)分的供給，依據(jù)養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)，土壤中被作物吸收的養(yǎng)分，只有通過(guò)施肥等措施再補(bǔ)充到土壤中去，才能保證作物的健康生長(zhǎng)。所以施肥是保證作物生長(zhǎng)的重要措施。然而，肥料養(yǎng)分用量不合理和肥料在作物各施肥時(shí)期施肥量分配不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致各種各樣的農(nóng)業(yè)問(wèn)題，如地下水硝酸鹽污染、環(huán)境污染、土壤質(zhì)量下降、病蟲(chóng)害增加、減產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等。目前，盲目施肥、憑經(jīng)驗(yàn)施肥、參照其它農(nóng)田的施肥量進(jìn)行施肥等不合理施肥現(xiàn)象很普遍，所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也出現(xiàn)了上述的諸多問(wèn)題。
當(dāng)然，隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)作物整個(gè)生育期的肥料養(yǎng)分用量進(jìn)行推薦的方法已經(jīng)很多，這些方法總的來(lái)說(shuō)能夠?qū)ψ魑镎麄€(gè)生育期進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)分和肥料用量推薦，如目標(biāo)產(chǎn)量法根據(jù)作物目標(biāo)產(chǎn)量對(duì)養(yǎng)分的需求量和肥料的養(yǎng)分利用率確定肥料養(yǎng)分總供應(yīng)量；土壤肥力指標(biāo)法對(duì)土壤肥力進(jìn)行分等定級(jí)，不同級(jí)別土壤根據(jù)試驗(yàn)確定肥料養(yǎng)分的合理用量；已提交專利申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?3153815.0、03153814.2的2個(gè)施肥推薦方法等。但是，這些方法均沒(méi)有實(shí)現(xiàn)把養(yǎng)分或肥料具體分配到作物的各個(gè)施肥時(shí)期，使農(nóng)民在施肥時(shí)難以確定作物不同施肥期用量，造成各施肥期施肥量以及氮、磷、鉀肥的施用比例與作物需求不協(xié)調(diào)，減少肥料利用率，降低產(chǎn)量，增加環(huán)境污染和病蟲(chóng)害發(fā)生等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，該方法和裝置在計(jì)算出作物的肥料養(yǎng)分總用量(可通過(guò)現(xiàn)有方法計(jì)算出來(lái))的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法，對(duì)作物不同施肥期的肥料用量進(jìn)行推薦，從而能夠克服現(xiàn)有施肥方法的不足，更科學(xué)的指導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行施肥。
本發(fā)明的計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，包括一個(gè)輸入設(shè)備，用于輸入計(jì)劃種植的作物和施肥參數(shù)，包括計(jì)劃種植作物，作物的肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀總用量，計(jì)劃施用的肥料品種；一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)運(yùn)算程序和參數(shù)，參數(shù)包括作物各施肥期肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀的需求比例，肥料的養(yǎng)分氮、磷、鉀含量，肥料特性；一個(gè)運(yùn)算控制設(shè)備，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，調(diào)用運(yùn)算程序及存貯設(shè)備中存貯的參數(shù)對(duì)作物各施肥期施肥量進(jìn)行計(jì)算；一個(gè)輸出設(shè)備，用于顯示、打印計(jì)算結(jié)果。
所述運(yùn)算控制設(shè)備采用的運(yùn)算程序依次包括以下步驟1.確定作物各施肥時(shí)期的肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀用量作物各施肥時(shí)期的肥料養(yǎng)分氮用量＝作物的肥料養(yǎng)分氮總用量×作物各施肥時(shí)期肥料養(yǎng)分氮需求比例；作物各施肥時(shí)期的磷推薦量＝作物的肥料養(yǎng)分磷總用量×作物各施肥時(shí)期肥料養(yǎng)分磷需求比例；作物各施肥時(shí)期的鉀推薦量＝作物的肥料養(yǎng)分鉀總用量×作物各施肥時(shí)期肥料養(yǎng)分鉀需求比例。
2.計(jì)算作物各施肥時(shí)期的肥料理論用量
根據(jù)每一個(gè)施肥時(shí)期肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀用量，以及肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀含量，利用三元一次線性方程組求解，計(jì)算出作物各施肥時(shí)期的肥料理論用量。
3.計(jì)算作物各施肥時(shí)期的肥料推薦用量根據(jù)肥料的特性，對(duì)各施肥時(shí)期的肥料用量在不同施肥期進(jìn)行重新分配，得出作物各施肥時(shí)期的肥料推薦用量。
本說(shuō)明書(shū)中涉及到的用量等質(zhì)量指標(biāo)單位為千克，面積單位為畝，比例為百分比。當(dāng)然，參數(shù)的單位不限于所述的單位，也可用其它的單位，比如質(zhì)量用克、面積用公傾等。
輸入設(shè)備輸入計(jì)劃種植的作物和施肥參數(shù)，運(yùn)算控制設(shè)備根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，調(diào)用存儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)算程序和參數(shù)，計(jì)算出作物在各施肥時(shí)期的肥料用量，并通過(guò)輸出設(shè)備將結(jié)果輸出。
上述計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，所述的輸入設(shè)備可以為計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)或者觸摸式軟鍵盤(pán)。
上述計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，輸入與輸出可以采用同一屏幕顯示，輸入采用手寫(xiě)筆觸屏方式，顯示區(qū)在屏幕上方，軟鍵盤(pán)輸入?yún)^(qū)在屏幕下方，在屏幕顯示區(qū)顯示輸出結(jié)果；也可以通過(guò)復(fù)選功能鍵將軟鍵盤(pán)關(guān)掉，使整個(gè)屏幕成為輸出顯示屏，從而最大程度地在一屏內(nèi)輸出更多的信息。輸入設(shè)備與顯示設(shè)備也可分開(kāi)。
上述計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，所述的存儲(chǔ)設(shè)備可以是硬盤(pán)，還可以是可拔插的存儲(chǔ)卡(如CF卡等)。如果存儲(chǔ)設(shè)備是用硬盤(pán)，當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)需要更新時(shí)，可以連接到計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行更新；如果存儲(chǔ)設(shè)備是可拔插的存儲(chǔ)卡，當(dāng)數(shù)據(jù)更新時(shí)，只需要將更新后的可拔插的存儲(chǔ)卡替換原來(lái)的可拔插的存儲(chǔ)卡即可。
上述計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，所述的運(yùn)算控制設(shè)備可以是中央處理器，還可以是微處理器。
本發(fā)明計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，運(yùn)算程序中所要調(diào)用的各種參數(shù)都是已知的，這些參數(shù)中，作物的肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀總用量，可以通過(guò)背景技術(shù)所描述的方法或者其他現(xiàn)有方法計(jì)算出來(lái)；作物各生育期肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀需求比例，通過(guò)現(xiàn)有的研究成果可以查到，查不到的參數(shù)，可以通過(guò)田間試驗(yàn)，測(cè)定不同施肥時(shí)期的養(yǎng)分吸收量、干物質(zhì)量、水分含量、畝產(chǎn)量，分析計(jì)算出來(lái)，也可通過(guò)對(duì)不同施肥時(shí)期肥料用量作不同處理，計(jì)算出最佳的肥料用量分配方案；肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀含量是已知的，也可通過(guò)化驗(yàn)室的常規(guī)分析法測(cè)定出來(lái)。如上所述，在上述參數(shù)中，即使其中的某個(gè)參數(shù)未知，也可以通過(guò)現(xiàn)有條件下的簡(jiǎn)單化驗(yàn)分析或田間試驗(yàn)得出，因此，本發(fā)明的方法完全可以實(shí)施。
本發(fā)明計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置的工作原理是(1)通過(guò)輸入設(shè)備輸入計(jì)劃種植的作物及施肥參數(shù)，然后傳送到運(yùn)算控制設(shè)備；(2)通過(guò)運(yùn)算控制設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)算程序，并調(diào)用輸入的參數(shù)及存儲(chǔ)設(shè)備中的參數(shù)參與運(yùn)算；(3)通過(guò)輸出設(shè)備顯示或打印計(jì)算結(jié)果；


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明圖1是計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置示意圖。
最佳實(shí)施例詳細(xì)描述圖1是計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置示意圖，在最佳實(shí)施例中采用的硬件是惠普公司生產(chǎn)的型號(hào)為iPAQ H2210隨身電腦(PDA)；處理器3(運(yùn)算控制設(shè)備)類型Intel XScale；處理器主頻400MHz；存儲(chǔ)器容量64MB；顯示器4；顯示屏4上半部分提示用戶輸入作物施肥參數(shù)，并且可以顯示計(jì)算結(jié)果，下半部分可用手寫(xiě)筆輸入地塊參數(shù)，也可通過(guò)打開(kāi)軟鍵盤(pán)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入；內(nèi)部存儲(chǔ)的參數(shù)以SQL Sever數(shù)據(jù)庫(kù)格式存放在存儲(chǔ)器2中；運(yùn)算程序通過(guò)Pocket PC系統(tǒng)下的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，存放在硬盤(pán)中，并通過(guò)處理器3控制程序的運(yùn)行。
用戶通過(guò)屏幕上軟鍵盤(pán)1輸入作物施肥參數(shù)；處理器3接收到輸入數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)運(yùn)算程序，并調(diào)用存儲(chǔ)器2中的參數(shù)參與運(yùn)算；計(jì)算結(jié)果通過(guò)顯示器4顯示出來(lái)，也可保存到存儲(chǔ)器2中。
計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，運(yùn)算流程如下1.通過(guò)屏幕上軟鍵盤(pán)1輸入作物施肥參數(shù)；2.處理器3接收到輸入數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)運(yùn)算程序，并調(diào)用存儲(chǔ)器2中的參數(shù)參與運(yùn)算；3.運(yùn)算結(jié)果通過(guò)顯示器4輸出，也可聯(lián)接外部打印設(shè)備將結(jié)果打印出來(lái)，也可保存到存儲(chǔ)器2中，以后查看或輸出。
以下為通過(guò)計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，進(jìn)行施肥推薦的一個(gè)實(shí)施例。
本實(shí)施例中，通過(guò)鍵盤(pán)或屏幕上軟鍵盤(pán)1輸入作物的施肥參數(shù)，包括計(jì)劃種植作物大白菜，肥料養(yǎng)分氮總用量25公斤/畝，肥料養(yǎng)分磷總用量12公斤/畝，肥料養(yǎng)分鉀總用量20公斤/畝；計(jì)劃施用的肥料AA牌復(fù)合肥、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀、尿素。
存儲(chǔ)器2中存儲(chǔ)的參數(shù)包括(1).作物各施肥時(shí)期肥料養(yǎng)分分配參數(shù)，包括作物名，作物在各施肥時(shí)期養(yǎng)分氮、磷、鉀投入占肥料氮、磷、鉀總投入比例；(2).肥料參數(shù)，包括肥料名，肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀含量，肥料施用特性。
各參數(shù)見(jiàn)以下各表。
作物各施肥時(shí)期養(yǎng)分分配參數(shù)(表中涉及到的質(zhì)量指標(biāo)單位為千克，面積單位為畝，養(yǎng)分分配比例為百分比)

肥料養(yǎng)分含量參數(shù)(表中涉及到的質(zhì)量指標(biāo)單位為千克，面積單位為畝，養(yǎng)分分配比例為百分比)

通過(guò)處理器3的計(jì)算過(guò)程如下，所用到的相關(guān)參數(shù)均來(lái)自上述各表。
1.確定大白菜各施肥時(shí)期的肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀用量基肥氮用量＝25×20×0.01＝5基肥磷用量＝12×80×0.01＝9.6基肥氮用量＝20×70×0.01＝14移栽后15天氮用量＝25×15×0.01＝3.75移栽后15天磷用量＝12×0×0.01＝0移栽后15天鉀用量＝20×0×0.01＝0移栽后32天氮用量＝25×30×0.01＝7.5
移栽后32天磷用量＝12×20×0.01＝2.4移栽后32天鉀用量＝20×30×0.01＝6移栽后45天氮用量＝25×35×0.01＝8.75移栽后45天磷用量＝12×0×0.01＝0移栽后45天鉀用量＝20×0×0.01＝02.計(jì)算作物各施肥時(shí)期的肥料理論用量∑Nm*Ym*0.01＝FN∑Pm*Ym*0.01＝FP∑Km*Ym*0.01＝FK上式中，m代表所選的不同的肥料，Nm代表所選肥料的養(yǎng)分N含量，Pm代表所選肥料的養(yǎng)分磷含量，Km代表所選肥料的養(yǎng)分鉀含量；Y代表肥料用量，Ym代表所選肥料的用量；F代表養(yǎng)分畝用量，F(xiàn)N代表養(yǎng)分氮總用量，F(xiàn)P代表養(yǎng)分磷總用量，F(xiàn)K代表養(yǎng)分鉀總用量；計(jì)算結(jié)果如下表，單位公斤/畝

3.計(jì)算作物各施肥時(shí)期的肥料推薦用量根據(jù)肥料的特性，普鈣、氯化鉀適宜一次性基肥，AA牌復(fù)合肥、尿素適宜各施肥期施肥。把普鈣、氯化鉀在各施肥期的推薦量合并到基肥中，得出施肥推薦結(jié)果。


注普鈣，部分能溶于水，養(yǎng)分釋放較慢，一次性做基肥施入有利于作物在各生育期養(yǎng)分的吸收；氯化鉀，水溶性肥料，K+在土壤中不易流失，一次性做基肥施入后，貯備到土壤中，有利于作物在各生育期養(yǎng)分的吸收。
最后將結(jié)果傳送到顯示、輸出設(shè)備上，通過(guò)顯示器4輸出，也可聯(lián)接打印設(shè)備將結(jié)果打印出來(lái)，也可保存到存儲(chǔ)器2中，以后查看或輸出。
本發(fā)明計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，如果存儲(chǔ)設(shè)備是用硬盤(pán)，當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)需要更新時(shí)，可以連接到計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行更新；如果存儲(chǔ)設(shè)備是可拔插的存儲(chǔ)卡，當(dāng)數(shù)據(jù)更新時(shí)，只需要將更新后的可拔插的存儲(chǔ)卡替換原來(lái)的可拔插的存儲(chǔ)卡即可。
本發(fā)明計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置采用了一種對(duì)作物各施肥期的肥料用量進(jìn)行計(jì)算的方法，解決了在作物總養(yǎng)分推薦用量已知的情況下，各施肥時(shí)期肥料及用量的分配問(wèn)題，使各施肥時(shí)期肥料用量及氮、磷、鉀施用比例更趨合理，便捷、科學(xué)地指導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行施肥；同時(shí)能節(jié)約農(nóng)民支出，減少施肥對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量投資比等。
盡管為說(shuō)明目的公開(kāi)了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于最佳實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，包括一個(gè)輸入設(shè)備，用于輸入計(jì)劃種植的作物和施肥參數(shù)，該施肥參數(shù)包括作物的肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀總用量，計(jì)劃施用的肥料品種；一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)運(yùn)算程序和各類參數(shù)，存儲(chǔ)的參數(shù)包括作物各施肥期肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀的需求比例，肥料的養(yǎng)分氮、磷、鉀含量，肥料特性；一個(gè)運(yùn)算控制設(shè)備，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，調(diào)用運(yùn)算程序及存貯設(shè)備中存貯的參數(shù)對(duì)作物各生育期施肥量進(jìn)行計(jì)算；一個(gè)輸出設(shè)備，用于顯示或打印計(jì)算結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于所述的輸入設(shè)備為計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)或者觸摸式軟鍵盤(pán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于所述的輸出設(shè)備為顯示屏幕或者打印終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于所述的輸入?yún)?shù)與計(jì)算結(jié)果可以采用同一顯示屏幕。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于輸入采用手寫(xiě)筆觸屏方式，顯示區(qū)在屏幕上方，軟鍵盤(pán)輸入?yún)^(qū)在屏幕下方，在屏幕顯示區(qū)顯示輸出結(jié)果；或者輸入采用手寫(xiě)筆觸屏方式，通過(guò)復(fù)選功能鍵將軟鍵盤(pán)關(guān)掉，使整個(gè)屏幕成為輸出顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于所述的運(yùn)算控制設(shè)備是中央處理器或者是微處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于所述的存儲(chǔ)設(shè)備是硬盤(pán)或者可拔插的存儲(chǔ)卡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)的參數(shù)通過(guò)輸入裝置輸入或預(yù)先固化在存儲(chǔ)設(shè)備中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算作物各施肥期施肥量的裝置，其特征在于當(dāng)硬盤(pán)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)需要更新時(shí)，可以連接到計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行更新；或者將更新后的可拔插的存儲(chǔ)卡替換原來(lái)的可拔插的存儲(chǔ)卡。
10.一種計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法，包括以下步驟通過(guò)一個(gè)輸入設(shè)備，輸入計(jì)劃種植的作物和施肥參數(shù)，該施肥參數(shù)為作物的肥料氮、磷、鉀、養(yǎng)分總用量，計(jì)劃施用的肥料品種；將輸入的作物的種類和施肥參數(shù)存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備中，存儲(chǔ)的參數(shù)包括作物各施肥期肥料養(yǎng)分氮、磷、鉀的需求比例，肥料的養(yǎng)分氮、磷、鉀含量，肥料特性；根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，調(diào)用運(yùn)算程序?qū)ψ魑锔魃谑┓柿窟M(jìn)行計(jì)算；將計(jì)算結(jié)果顯示或打印計(jì)算出來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及作物施肥領(lǐng)域，尤其涉及確定作物不同施肥期施肥量的方法和裝置。本發(fā)明提供一種計(jì)算作物各施肥期施肥量的方法和裝置，在通過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)方法計(jì)算出作物養(yǎng)分總用量的基礎(chǔ)上，對(duì)作物不同施肥期的肥料用量進(jìn)行推薦，從而能夠克服現(xiàn)有施肥方法的不足，科學(xué)地指導(dǎo)施肥。通過(guò)輸入設(shè)備輸入計(jì)劃種植的作物和施肥參數(shù)，運(yùn)算控制設(shè)備根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，同時(shí)調(diào)用存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)的參數(shù)，計(jì)算出作物在各施肥時(shí)期的肥料用量，并通過(guò)輸出設(shè)備將結(jié)果輸出。
文檔編號(hào)G06F15/00GK1596580SQ200410009368
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者張維理, 岳現(xiàn)錄, 徐愛(ài)國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所