摘要:施肥建議卡是指導(dǎo)農(nóng)民應(yīng)用測土配方施肥成果的重要載體,也是該技術(shù)物化、量化的重要環(huán)節(jié)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)智能制作施肥建議卡,將測土配方施肥技術(shù)與電腦技術(shù)有機(jī)融合,有效解決建議卡制作過程中涉及內(nèi)容多、選擇判斷復(fù)雜、計(jì)算量大、工作任務(wù)繁重這一難題,減少大量繁雜重復(fù)的工作,提高了工作效率,同時(shí)配方精度和準(zhǔn)確度也相應(yīng)提高。
關(guān)鍵詞:施肥建議卡;指標(biāo)體系;郵件合并;Word;Excel
中圖分類號(hào):S126;S147.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2013)23-5871-06
測土配方施肥是以土壤測試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ),根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng),在合理施用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上,提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施用方法[1]。施肥建議卡是測土配方施肥技術(shù)物化、量化的重要環(huán)節(jié),是測土配方施肥技術(shù)成果應(yīng)用的重要載體[2]。湖北省黃岡市12個(gè)測土配方施肥項(xiàng)目單位每年需制作和發(fā)放施肥建議卡52萬份。其制訂和制作過程涉及內(nèi)容多、選擇判斷復(fù)雜、計(jì)算量大、工作任務(wù)繁重。
Micorosoft Office中的Word具有強(qiáng)大的排版功能、Excel具有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析功能,將這兩大功能聯(lián)合使用,測土配方施肥技術(shù)與電腦技術(shù)有機(jī)融合,以實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)智能制作施肥建議卡,既能減少工作量、降低制作成本、提高工作效率,又能提高施肥的精度和準(zhǔn)確度。施肥建議卡智能制作主要選用了Excel的函數(shù)功能和Word的郵件合并功能制作建議卡模板,自動(dòng)生成施肥建議卡Word文本,直接打印出完美的施肥建議卡。該方法只要是對(duì)Office中Word、Excel有一定基礎(chǔ)的技術(shù)人員就可應(yīng)用。
1 測土配方施肥建議卡制作方法
1.1 確定相關(guān)指標(biāo)
首先確定施肥建議卡所涉及的一切要素,設(shè)計(jì)一個(gè)建議卡樣張,圍繞其中相應(yīng)要素確定相關(guān)指標(biāo)。本施肥建議卡模板所涉及要素分為農(nóng)戶基本情況、土壤基本情況、作物施肥建議和技術(shù)指導(dǎo)咨詢信息4個(gè)方面的內(nèi)容。
1.1.1 農(nóng)戶基本情況 農(nóng)戶基本情況包農(nóng)戶姓名、地址和統(tǒng)一編號(hào)。農(nóng)戶基本情況直接來源于“測土配方施肥采樣地塊基本情況調(diào)查表”。
1.1.2 土壤基本情況 土壤基本情況包土壤類型、地力評(píng)價(jià),有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH的實(shí)測含量,養(yǎng)分評(píng)價(jià)、改良建議等要素。土壤地力評(píng)價(jià)根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀對(duì)作物產(chǎn)量的影響能力,采用權(quán)重評(píng)分、綜合分級(jí)的原則,將土壤地力分為五級(jí),見表1和表2。根據(jù)測土配方施肥技術(shù)要點(diǎn)和黃岡市實(shí)際情況,土壤養(yǎng)分采用五級(jí)分級(jí)原則,土壤pH采用七級(jí)分級(jí)原則[3],具體見表1至表4。
1.1.3 作物施肥建議相關(guān)參數(shù) 作物施肥建議含作物輪作制度、當(dāng)季作物、目標(biāo)產(chǎn)量、每公頃施氮磷鉀肥純量、施肥時(shí)期、肥料品種、肥料數(shù)量、施用時(shí)間、施肥要點(diǎn)及注意事項(xiàng)等。
1)作物輪作制度。作物輪作制度引用“測土配方施肥采樣地塊基本情況調(diào)查表”的典型種植制度作為本年度的種植制度,將各種輪作制度收集整理成表5備用。
2)作物目標(biāo)產(chǎn)量。根據(jù)當(dāng)?shù)馗鞣N作物常年產(chǎn)量水平與系列肥料校正試驗(yàn)和“3414”試驗(yàn),在不同肥力水平前提下制定作物目標(biāo)產(chǎn)量,并整理成表6備用。
3)作物復(fù)合肥配方。根據(jù)各種作物需肥特點(diǎn)、氮磷鉀吸收比例確定相應(yīng)的肥料配方,肥料配方不宜設(shè)置太多,以免增加實(shí)際應(yīng)用難度,整理成表7備用。
4)土壤養(yǎng)分豐缺與作物施肥量推薦。土壤養(yǎng)分豐缺與作物施肥量推薦的關(guān)系是測土配方施肥的核心,需從大量田間試驗(yàn)和土壤養(yǎng)分測試通過一系列分析計(jì)算中獲得,也可直接引用上級(jí)相關(guān)部門給出的經(jīng)驗(yàn)值,整理成表8備用。
5)不同施肥時(shí)期用肥比例。根據(jù)不同作物生長特性、需肥特點(diǎn)和當(dāng)?shù)赝寥蕾|(zhì)地條件,確定不同作物每次施肥氮、磷、鉀所占比例,為避免建議卡行數(shù)過多,一般施肥總次數(shù)控制在4次之內(nèi),并整理成表9備用。
6)作物施肥時(shí)期名稱。根據(jù)當(dāng)?shù)夭煌魑锊煌瑫r(shí)期施肥習(xí)慣稱呼,整理成表10備用。
7)不同施肥時(shí)期施肥時(shí)間控制。結(jié)合不同作物不同時(shí)期需肥特點(diǎn)和當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣,確定各施肥時(shí)期的具體時(shí)間范圍,整理成表11備用。注意此表與表9、表10相互對(duì)應(yīng),不要錯(cuò)位,這決定某種作物具體分幾個(gè)施肥時(shí)期,每個(gè)施肥時(shí)期稱呼、各時(shí)期施什么肥、施多少和具體施肥時(shí)間的相互對(duì)應(yīng)。
8)農(nóng)家肥用量。根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)家肥施用習(xí)慣和土壤肥力水平狀況,制訂合理的有機(jī)肥施用方案,并整理成表12備用。
9)施肥要點(diǎn)與注意事項(xiàng)。施肥要點(diǎn)與注意事項(xiàng)主要根據(jù)種植制度編寫,每種種植制度編寫一套,提出當(dāng)前種植制度內(nèi)作物施肥特點(diǎn)、注意環(huán)節(jié)、提出相應(yīng)的解決措施,并整理成表13備用。
1.1.4 建議卡推薦單位信息與肥料品牌推薦 推薦單位信息與肥料品牌推薦信息包含技術(shù)指導(dǎo)單位、咨詢電話、聯(lián)系人和推薦配方肥品牌。圍繞以上要素整理成表14備用。
將表1至表14的全部內(nèi)容組織到新建的Excel“施肥建議卡.xls”工作表標(biāo)簽為“指標(biāo)”表格中的適當(dāng)位置備用。至此,施肥建議卡所需相關(guān)信息收集完畢(圖1)。
1.2 建立相應(yīng)模板
建立相應(yīng)模板的工作全部在Excel中進(jìn)行,利用Excel進(jìn)行邏輯判斷、指標(biāo)選擇、數(shù)值計(jì)算等一系列運(yùn)算,從而得到需要的一系列結(jié)果。首先在Excel中標(biāo)題行設(shè)置一系列項(xiàng)目,然后針對(duì)每一項(xiàng)目編輯對(duì)應(yīng)的函數(shù),具體如下。
1.2.1 建立包含建議卡全部要素模板 在Excel“施肥建議卡.xls”中新建工作表標(biāo)簽命名為“建議卡”的工作表,注意表格中的標(biāo)題行以上不留空行,以免郵件合并時(shí)找不到合并域名,首先在標(biāo)題行設(shè)置所需的表頭,如統(tǒng)一編號(hào)、農(nóng)戶姓名、鄉(xiāng)鎮(zhèn)村名、土壤類型、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、pH、典型種植制度的標(biāo)題,如圖2。
圖2 Excel工作表中的相應(yīng)數(shù)據(jù)全部來源于“測土配方施肥采樣地塊基本情況調(diào)查表”和“測土配方施肥土壤測試結(jié)果匯總表”,利用這些已知數(shù)據(jù)結(jié)合表1至表14的相關(guān)指標(biāo),通過一系列分析、判斷、運(yùn)算,求取需要的一切數(shù)據(jù)。
沿著以上Excel工作表的表頭接著往后設(shè)置,如有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)、堿解氮評(píng)價(jià)、有效磷評(píng)價(jià)、速效鉀評(píng)價(jià)、pH評(píng)價(jià)、土壤綜合評(píng)分、第一季種植作物名稱、目標(biāo)產(chǎn)量、需氮總量、需磷總量、需鉀總量、基肥、復(fù)合肥基肥、基肥氮肥、基肥磷肥、基肥鉀肥、有機(jī)肥等;第二季種植作物……,第三季種植作物……,依此類推。如果一個(gè)工作表不夠用再建一個(gè)工作表,這樣設(shè)置完所需的全部項(xiàng)目,如圖3、圖4所示。
1.2.2 輸入相應(yīng)函數(shù)求取所要結(jié)果 在所創(chuàng)建的圖3、圖4模板中輸入相應(yīng)函數(shù)求取所要結(jié)果。通過有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀的含量與表1、表2指標(biāo)計(jì)算判斷土壤綜合指數(shù)和土壤肥力描述。在“土壤綜合評(píng)分”下單元格輸入:“=IF(F2<指標(biāo)!$Y$17,指標(biāo)!$Y$18,IF(F2<指標(biāo)!$X$17,指標(biāo)!$X$18,IF(F2<指標(biāo)!$W$17,指標(biāo)!$W$18,IF(F2<指標(biāo)!$V$17,指標(biāo)!$V$18,指標(biāo)!$U$18))))*0.3+IF(G2<指標(biāo)!$Y$21,指標(biāo)!$Y$22,IF(G2<指標(biāo)!$X$21,指標(biāo)!$X$22,IF(G2<指標(biāo)!$W$21,指標(biāo)!$W$22,IF(G2<指標(biāo)!$V$21,指標(biāo)!$V$22,指標(biāo)!$U$22))))*0.25+IF(H2<指標(biāo)!$Y$23,指標(biāo)!$Y$24,IF(H2<指標(biāo)!$X$23,指標(biāo)!$X$24,IF(H2<指標(biāo)!$W$23,指標(biāo)!$W$24,IF(H2<指標(biāo)!$V$23,指標(biāo)!$V$24,指標(biāo)!$U$24))))*0.25+IF(I2<指標(biāo)!$Y$25,指標(biāo)!$Y$26,IF(I2<指標(biāo)!$X$25,指標(biāo)!$X$26,IF(I2<指標(biāo)!$W$25,指標(biāo)!$W$26,IF(I2<指標(biāo)!$V$25,指標(biāo)!$V$26,指標(biāo)!$U$26))))*0.2”(不包括引號(hào)),就能得到“土壤綜合評(píng)分”值,再根據(jù)表2判斷“土壤養(yǎng)分等級(jí)”。
如在“有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)”項(xiàng)目下單元格輸入:“=IF(F2<10,\"極缺\",IF(F2<20,\"缺乏\"(F2<30,\"較缺\" (F2<40,\"潛在缺乏\",\"豐富\"))))”[5],這里建議輸入:“=IF(F2<指標(biāo)!$H$5,指標(biāo)!$H$4,IF(F2<指標(biāo)!$G$5,指標(biāo)!$G$4,IF(F2<指標(biāo)!$F$5,指標(biāo)!$F$4,IF(F2<指標(biāo)!$E$5,指標(biāo)!$E$4,指標(biāo)!$D$4))))”,這樣只要修改“指標(biāo)”工作表相關(guān)指標(biāo)就能達(dá)到目的,其中“指標(biāo)!$H$5”~“指標(biāo)?。¥4”是有機(jī)質(zhì)評(píng)判指標(biāo)表3所在位置。同樣的方式判斷氮、磷、鉀等項(xiàng)目豐缺評(píng)價(jià)。由于篇幅所限相關(guān)函數(shù)就不逐一列出。
1.2.3 種植作物與施肥總量求取 根據(jù)“典型種植制度”結(jié)合表5的指標(biāo)判斷各季所要種植的作物;根據(jù)所種作物與表10確定施肥時(shí)期名稱;根據(jù)表6判斷當(dāng)季作物的目標(biāo)產(chǎn)量。
當(dāng)季作物施肥量的確定有多種方法,如養(yǎng)分平衡法、肥料效應(yīng)函數(shù)法、土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法、土壤植株測試推薦施肥方法。
選用土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)季作物施肥量是根據(jù)表8土壤養(yǎng)分含量與相應(yīng)施肥量建立的方程,再根據(jù)土壤養(yǎng)分測定結(jié)果求取相應(yīng)的氮、磷、鉀施肥總量。當(dāng)然也可以將養(yǎng)分豐缺指標(biāo)與相應(yīng)施肥量分成三級(jí)、四級(jí)或五級(jí),直接以土壤養(yǎng)分測定結(jié)果與所對(duì)應(yīng)指標(biāo)范圍選取相應(yīng)施肥總量。分級(jí)越多施肥精度越高。實(shí)際操作中,用常規(guī)辦法求施肥量,分級(jí)越多工作難度越大,當(dāng)然在這里不存在這個(gè)問題,工作量的大與小全都交給計(jì)算機(jī)了。
采用建立的方程計(jì)算施肥總量,極大地提高了配方施肥精度,這也是本建議卡模板的特色所在。
1.2.4 作物各時(shí)期施肥量與肥料品種確定 每季作物不同時(shí)期肥料用量與肥料品種,是由前面得到的氮、磷、鉀施肥總量結(jié)合表7不同作物的復(fù)合肥配方和表9不同施肥時(shí)期用肥比例,求取不同施肥時(shí)期氮磷鉀用肥量,再據(jù)此計(jì)算肥料品種及用量,優(yōu)先滿足復(fù)合肥料要求,不足部分以單質(zhì)肥料補(bǔ)充。
以上全部過程都是依靠相應(yīng)函數(shù)功能來完成,依次編輯完成全部運(yùn)算函數(shù),至此,只要在“建議卡”的工作表相對(duì)應(yīng)區(qū)域貼入:統(tǒng)一編號(hào)、農(nóng)戶姓名、鄉(xiāng)鎮(zhèn)村名、土壤類型、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、pH、典型種植制度等信息,通過自動(dòng)填充功能就可得到建議卡所需全部信息,就可進(jìn)行建議卡制作了。
1.3 郵件合并生成建議卡
建議卡的制作,這里利用Word排版功能與郵件合并這一便捷手段來實(shí)現(xiàn),前面繁雜的函數(shù)編寫工作,到這里就變得輕松愉快了。
1.3.1 創(chuàng)建建議卡樣表 首先按常規(guī)方法在Word中建一個(gè)“建議卡樣表.doc”,根據(jù)建議卡樣張?jiān)O(shè)計(jì)樣表式樣,填好表中固定要素,變動(dòng)要素先不填,要求版面簡潔明快、通俗易懂、可操作性強(qiáng),使一般農(nóng)民群眾都能夠看得懂用得上。
1.3.2 啟用郵件合并功能 在剛建立的“建議卡樣表.doc”文檔中,選擇菜單欄的“工具/信函與郵件/顯示郵件合并工具欄”,則出現(xiàn)“郵件合并工具欄”(圖5)。
選“郵件合并工具欄”第二項(xiàng):“選取數(shù)據(jù)源”,從中選定前面建立的“施肥建議卡.xls”,并選取Excel“建議卡”工作表,同時(shí)在電腦“我的文檔”中會(huì)生成一個(gè)“我的數(shù)據(jù)源”的文件夾,其中保存著相關(guān)路徑等內(nèi)容。
再選“郵件合并工具欄”第六項(xiàng):“插入合并域”,其中就會(huì)顯示出Excel“建議卡”工作表中標(biāo)題行所有信息,并與標(biāo)題行一一對(duì)應(yīng),將所需的要素插入到“建議卡樣表.doc”相應(yīng)的位置,反復(fù)核對(duì)達(dá)到準(zhǔn)確無誤,至此才大功告成了。使用它就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)更新和文檔自動(dòng)化。點(diǎn)擊“查看合并數(shù)據(jù)”就可看到所要的建議卡了,也可以查看每張建議卡。點(diǎn)擊“合并到新的文檔”并選擇合并范圍,就會(huì)收到意想不到的效果,會(huì)生成一個(gè)新的Word文件,其中就是所要的全部建議卡了,只要計(jì)算機(jī)速度夠快,數(shù)千份建議卡很快就能生成,只要原始數(shù)據(jù)沒問題就不會(huì)出半點(diǎn)差錯(cuò)。
1.4 不同區(qū)域應(yīng)用
本建議卡模板應(yīng)用非常靈活,表1至表14的各種施肥指標(biāo)完全可以依據(jù)不同區(qū)域不同條件進(jìn)行自由修訂,以適應(yīng)本區(qū)域的要求。種植制度和相應(yīng)作物可以收集一定區(qū)域的全部信息,同一個(gè)縣市也可以根據(jù)不同種植條件,設(shè)計(jì)出多套相應(yīng)的建議卡模板,非常便捷。
2 問題與改進(jìn)
由于施肥建議卡所涉及問題多而具體,這里只考慮到土壤養(yǎng)分、作物生長與營養(yǎng)需求等方面,問題在所難免,如單憑土壤養(yǎng)分對(duì)土壤肥力分級(jí)很難全面反映土壤肥力的真實(shí)情況,如能結(jié)合灌溉、氣候、土壤物理性狀等因素,會(huì)更加完善。
3 小結(jié)
本智能施肥建議卡模板是在分析黃岡市土壤農(nóng)化現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上總結(jié)歷年來配方施肥的技術(shù)成果,參考各地建議卡的做法,經(jīng)專家組反復(fù)討論,多次修訂才形成的。這套建議卡模板信息量大、內(nèi)容豐富、針對(duì)性強(qiáng),是黃岡市測土配方施肥項(xiàng)目的重要成果之一。2010年在黃岡市直以及武穴、黃州、蘄春、麻城等縣(市)應(yīng)用,效果很好。
通過智能施肥建議卡模板生成的建議卡有以下特點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了每個(gè)取樣點(diǎn)一份建議卡,土壤養(yǎng)分分級(jí)精細(xì),種植作物及目標(biāo)產(chǎn)量明確,肥料用量精準(zhǔn),肥料品種、施用方法、施用時(shí)間具體,施肥要點(diǎn)及注意事項(xiàng)全面,可操作性強(qiáng),全電子自動(dòng)化制作、效率高成本低,版面簡明扼要、直觀大方。
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