發(fā)展家庭經(jīng)營(yíng)模式是我國(guó)目前轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的一個(gè)主要努力的方向,同時(shí)也是我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的要求。通過(guò)發(fā)展家庭經(jīng)營(yíng)可以整合農(nóng)村耕地資源,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變,加快農(nóng)民致富。傳統(tǒng)的精準(zhǔn)施肥推薦系統(tǒng)多應(yīng)用于大型農(nóng)場(chǎng),然而由于家庭農(nóng)場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小,且不同家庭農(nóng)場(chǎng)之間其規(guī)模也存在較大差異,因此對(duì)精準(zhǔn)施肥的精度要求較高。在測(cè)土方法選擇上,現(xiàn)有施肥推薦系統(tǒng)多單一的采用傳統(tǒng)的田間測(cè)土方法獲取土壤理化數(shù)據(jù),此類方法耗時(shí)耗力,難以滿足施肥決策的實(shí)時(shí)性要求。此外在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)上,現(xiàn)有系統(tǒng)多采用B/S或者是C/S架構(gòu),使其在數(shù)據(jù)采集上缺乏靈活性,因此現(xiàn)有的精準(zhǔn)施肥推薦系統(tǒng)往往無(wú)法直接應(yīng)用到家庭農(nóng)場(chǎng)的施肥過(guò)程中。本文通過(guò)研究我國(guó)家庭農(nóng)場(chǎng)的特點(diǎn),結(jié)合農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、3S技術(shù),解決了傳統(tǒng)施肥決策系統(tǒng)中存在的一些問(wèn)題,發(fā)展面向家庭農(nóng)場(chǎng)移動(dòng)精準(zhǔn)施肥推薦系統(tǒng)。本系統(tǒng)依托“多平臺(tái)高光譜遙感信息融合的作物養(yǎng)分精準(zhǔn)診斷決策”項(xiàng)目,項(xiàng)目提供了大量的技術(shù)和數(shù)據(jù)支持,本文主要研究和解決了如下幾個(gè)問(wèn)題。(1)通過(guò)研究選用基于移動(dòng)端/服務(wù)端的系統(tǒng)架構(gòu),研發(fā)面向家庭農(nóng)場(chǎng)的施肥推薦系統(tǒng),由于移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)可方便獲取設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)。在實(shí)際田間采樣過(guò)程中可以配合傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和錄入,有效提升數(shù)據(jù)采集的時(shí)效性以及準(zhǔn)確性,解決了傳統(tǒng)施肥系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集時(shí)效性不足的問(wèn)題。(2)本文充分結(jié)合傳統(tǒng)測(cè)土方法和遙感反演方法的各自優(yōu)勢(shì),在不同的施肥時(shí)期,選擇不同的數(shù)據(jù)提取方法來(lái)獲取土壤理化數(shù)據(jù)并進(jìn)行施肥決策。使用遙感數(shù)據(jù)反演的方法可直接獲取其養(yǎng)分空間的變異性,操作簡(jiǎn)單,也不會(huì)影響作物生長(zhǎng)。由于遙感平臺(tái)數(shù)據(jù)較多,針對(duì)不同規(guī)模的家庭農(nóng)場(chǎng)可以采用不同的影像數(shù)據(jù),保證其家庭農(nóng)場(chǎng)在數(shù)據(jù)提取上的精度要求,同時(shí)在后臺(tái)進(jìn)行施肥決策的過(guò)程中,也可以動(dòng)態(tài)的調(diào)整決策分區(qū)大小,確保施肥作用能滿足用戶需求。(3)本文在精準(zhǔn)施肥的決策過(guò)程中,通過(guò)集成DSSAT(Decision Support System for Agrotechnology Transfer,農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移決策支持系統(tǒng)),利用其中的作物生長(zhǎng)模型來(lái)模擬作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程,并提取作物L(fēng)AI(Leaf Area Index,葉面積指數(shù)),產(chǎn)量累計(jì)數(shù)據(jù),氮素等數(shù)據(jù),來(lái)對(duì)施肥決策結(jié)果進(jìn)行精度校驗(yàn),從而能更好的提升施肥決策精度。
【學(xué)位單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TP391.3;S147
【部分圖文】：

湖北大學(xué)碩士學(xué)位論文適合家庭農(nóng)場(chǎng)的特性的精準(zhǔn)施肥推薦方法，并在服務(wù)端進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)。(4) 通過(guò)研究 DSSAT 作物生長(zhǎng)模型的各類輸入和輸出參數(shù)，以及模型的使用和模擬過(guò)程，通過(guò)文獻(xiàn)和相關(guān)數(shù)據(jù)獲取各類作物模型的本地化參數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行作物長(zhǎng)勢(shì)模擬，獲取作物的長(zhǎng)勢(shì)數(shù)據(jù)、以及 N 元素的循環(huán)過(guò)程、作物葉面積指數(shù)、作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，對(duì)決策結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。(5) 對(duì)國(guó)內(nèi)外各類精準(zhǔn)施肥管理系統(tǒng)進(jìn)行功能上和架構(gòu)上的分析，結(jié)合目前移動(dòng)技術(shù)、遙感技術(shù)、信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)等前沿技術(shù)以及家庭農(nóng)場(chǎng)的需求，制定豐富并且合理的功能。針對(duì)具體功能需求，選擇合理的架構(gòu)以及必要的 API 以及 Web 框架，保證系統(tǒng)的快速開(kāi)發(fā)，盡可能的減少時(shí)間上的開(kāi)支。(6) 制定研發(fā)計(jì)劃并進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。以下整個(gè)系統(tǒng)所涉及到技術(shù)框架圖以及本文的技術(shù)路線圖

湖北大學(xué)碩士學(xué)位論文國(guó)某年份統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)下水稻，小麥和玉米三大作物的基肥和追肥使用比例數(shù)據(jù)[37]。表 2.2 三大作物基肥和追肥使用比例情況本文通過(guò)綜合考慮各個(gè)精準(zhǔn)施肥推薦方法的特點(diǎn)，根據(jù)作物施肥特性，最后采用平衡法和作物、土壤測(cè)試施肥推薦方法進(jìn)行施肥決策。在基肥施肥中主要考慮土壤機(jī)質(zhì)的含量來(lái)確定施肥量。在作物生長(zhǎng)的其他關(guān)鍵生長(zhǎng)期，通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)定土壤中的元素盈缺情況，再結(jié)合作物在各個(gè)營(yíng)養(yǎng)時(shí)期的需肥標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)確定特定地區(qū)施肥量，調(diào)控施肥量。如下是基肥和追肥決策的主要流程：

圖 2.2 DSSAT 作物生長(zhǎng)模型結(jié)構(gòu)圖使用 CERES 系列模型可以進(jìn)行作物生長(zhǎng)過(guò)程模擬，通過(guò)錄入作物的一些基礎(chǔ)管據(jù)，如栽培管理數(shù)據(jù)：管理數(shù)據(jù)主要包含了田間作物的種植數(shù)據(jù)（播種日期，深度度以及種植方式等）；土壤數(shù)據(jù)則包含了土壤的一些基本特質(zhì)數(shù)據(jù)，主要有土壤中地，土壤中的有機(jī) C 含量，pH 值，水分含量數(shù)據(jù)，在實(shí)際的操作中可以通過(guò)實(shí)際獲取，也可以查閱相關(guān)資料來(lái)獲取，氣象數(shù)據(jù)主要包含了太陽(yáng)輻射量，最高和最低數(shù)據(jù)，降水量數(shù)據(jù)等等，在軟件中可以使用 Weatherman 進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化[40]。.4.2 施肥決策校驗(yàn)原理針對(duì)不同作物，采用不用的作物生長(zhǎng)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬，水稻采用 CERES-RICE行作物生長(zhǎng)模擬；而小麥可以采用 CERES-Wheat 作物生長(zhǎng)模型，進(jìn)行作物生長(zhǎng)季擬。最后可以獲取各類和作物長(zhǎng)勢(shì)相關(guān)的數(shù)據(jù)，如作物的整個(gè)生長(zhǎng)季的干物質(zhì)重量綠素含量，土壤中的氮素循環(huán)情況、作物產(chǎn)量的積累情況等等信息，并且使用軟件

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