劉 濤， 李廷軒， 王永東， 張錫洲， 鄭子成

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院， 四川 成都 611130)

?

村級農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉 濤， 李廷軒， 王永東， 張錫洲， 鄭子成

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院， 四川 成都 611130)

摘要：[目的] 實(shí)現(xiàn)田塊尺度的施肥決策和精準(zhǔn)施肥，達(dá)到測土配方施肥成果數(shù)字化延伸。[方法] 采用GIS組件ArcEngine，將GIS,RS,GPS和農(nóng)業(yè)專家技術(shù)進(jìn)行集成，以遙感影像為索引，建立基于農(nóng)戶田塊為基本管理單元的觸摸屏村級農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)。并以犍為縣定文鎮(zhèn)炮房村為案例區(qū)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。利用四川省2005—2009年“3414”試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H，構(gòu)建了系統(tǒng)的主要糧油作物推薦施肥模型。[結(jié)果] 該系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了田塊尺度的施肥決策和養(yǎng)分管理，同時(shí)還具備農(nóng)田基本信息、缺素診斷、病蟲害防治、政策法規(guī)和安全常識等查詢功能。[結(jié)論] 該系統(tǒng)具有界面友好，操作簡單明了的特點(diǎn)，并在村級田塊尺度上實(shí)現(xiàn)了精確施肥。

關(guān)鍵詞：田塊尺度； 農(nóng)田； 施肥； 專家系統(tǒng)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，中國大多數(shù)農(nóng)民主要憑經(jīng)驗(yàn)施肥，致使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在著增肥不增產(chǎn)、土壤養(yǎng)分大量累積、化肥施用過量、養(yǎng)分利用效率低下和面源污染等問題，嚴(yán)重地制約著中國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。如何提高肥料利用率，合理施肥，減少污染，是目前亟待解決的問題。隨著“3S”技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地統(tǒng)計(jì)學(xué)以及模糊數(shù)學(xué)方法的發(fā)展和應(yīng)用，以土壤養(yǎng)分精確管理為目標(biāo)的施肥信息系統(tǒng)，已成為土壤科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一[2-3]。施肥專家系統(tǒng)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，根據(jù)施肥技術(shù)的基本原理與方法，以輔助制定肥料運(yùn)籌方案為主要目的的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)[4]。系統(tǒng)的應(yīng)用可以在較大程度上改變施肥隨意性大、量化程度差、穩(wěn)定性和可控程度低的弱點(diǎn)，其發(fā)展水平是施肥技術(shù)科學(xué)化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。國內(nèi)現(xiàn)有的施肥信息系統(tǒng)雖較多，管理措施更多的是通過經(jīng)驗(yàn)來制定，且系統(tǒng)涉及的區(qū)域較大(縣級、鄉(xiāng)級和片區(qū)尺度)，無法實(shí)現(xiàn)田塊尺度的精確施肥[5-6]。由于農(nóng)戶的施肥習(xí)慣、種植制度等不同，不同田塊肥力差異明顯。因此，在了解土壤肥力基本情況基礎(chǔ)上，確定不同肥力等級土壤適宜施肥量，方能因地制宜，實(shí)時(shí)實(shí)地指導(dǎo)施肥。

測土配方施肥是通過對土壤有效養(yǎng)分的測定，根據(jù)作物需肥的規(guī)律、土壤供肥性能以及肥料效應(yīng)，提出了大、中、微量元素的施用數(shù)量、施用時(shí)期和施用方法，在一定程度上解決了作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，且已構(gòu)建出了基于“3414”試驗(yàn)的不同生態(tài)區(qū)作物測土配方施肥指標(biāo)體系[7]。由于基于田塊尺度的村級施肥專家系統(tǒng)較少，本文以“3S”技術(shù)和農(nóng)業(yè)專家知識為依托，以四川省犍為縣定文鎮(zhèn)炮房村為例，在土壤養(yǎng)分變異、施肥模型、作物缺素和病蟲害研究的基礎(chǔ)上，利用遙感影像、GIS組件和面向?qū)ο蟪绦蛘Z言，采用觸摸屏方式，構(gòu)建基于農(nóng)戶田塊為基本管理單元的觸摸屏村級施肥專家系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)田塊尺度的施肥決策和作物基本管理。這一系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，不僅是測土配方施肥成果數(shù)字化的有機(jī)延伸，也是創(chuàng)新為農(nóng)服務(wù)的有效方式，對農(nóng)戶田塊合理施肥及農(nóng)業(yè)資源高效管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

1.1　系統(tǒng)目標(biāo)

根據(jù)水稻、玉米和油菜等主要糧油作物的生理特性、生長環(huán)境及生長特點(diǎn)，結(jié)合平衡施肥原理、地理信息系統(tǒng)及專家系統(tǒng)技術(shù)[8]，采用ArcEngine作為GIS組件[9]，通過Visual Studio 2008 C#開發(fā)出一套信息豐富、功能實(shí)用、操作簡單的田塊級農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)，集成地理信息系統(tǒng)功能、作物施肥模型和專家知識庫，為農(nóng)戶田塊施肥提供科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。

1.2　需求分析

本專家系統(tǒng)根據(jù)“村、組和農(nóng)戶姓名”數(shù)據(jù)信息，觸摸該信息或遙感影像農(nóng)田田塊即可得到該田塊的推薦施肥方案，通過觸摸“問題咨詢”即可得到防治措施的交互式的農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)，因此需要構(gòu)建操作簡單、可靠、規(guī)范、直觀的系統(tǒng)，確保其實(shí)用性。系統(tǒng)可供相關(guān)農(nóng)業(yè)管理部門、技術(shù)人員以及農(nóng)戶瀏覽查詢使用。

1.3　系統(tǒng)框架與功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用GIS，RS，GPS和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，依據(jù)土壤養(yǎng)分空間變異、作物養(yǎng)分吸收規(guī)律、施肥決策模型和專家知識，通過面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，構(gòu)建具有重用性、擴(kuò)展性和可更新數(shù)據(jù)田塊尺度的村級農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)[10-12]。該系統(tǒng)由推薦施肥、缺素診斷、病蟲防治、政策法規(guī)和安全常識5個模塊組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架見圖1。

圖1　農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架

(1) 推薦施肥。以高分辨率的遙感影像為底圖，疊加空間施肥數(shù)據(jù)，采用村、組和農(nóng)戶姓名3個層次進(jìn)行查詢，獲取單質(zhì)肥、復(fù)合肥推薦施肥方案和農(nóng)田基本信息。

(2) 缺素診斷。施肥不平衡或土壤養(yǎng)分供應(yīng)和植株吸收出現(xiàn)障礙，作物將出現(xiàn)缺素癥狀。農(nóng)戶通過對比系統(tǒng)作物缺素癥的照片、癥狀描述和防治措施進(jìn)行分析診斷，有效指導(dǎo)施肥，矯正植物營養(yǎng)的缺素癥狀[13]。

(3) 病蟲防治：作物受氣候、水分、土壤和肥料等影響出現(xiàn)病蟲害癥狀。通過對病蟲害作物的照片和癥狀描述，分析作物的病蟲害情況，指導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行合理的防治[14]。

(4) 政策法規(guī)：用戶通過瀏覽當(dāng)前農(nóng)業(yè)的政策法規(guī)，了解農(nóng)民的權(quán)利和義務(wù)，提高農(nóng)民的法律意識。

(5) 安全常識：介紹農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中基本安全常識，了解農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量、農(nóng)藥殘留和農(nóng)機(jī)安全，減少事故發(fā)生。

1.4　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用文件數(shù)據(jù)庫方式進(jìn)行空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的存儲[15]?？臻g數(shù)據(jù)以農(nóng)戶田塊為基本單位，是村級農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)的核心，也是系統(tǒng)與用戶交互最為直觀的數(shù)據(jù)，通過File GeoDataBase以Shape文件格式存儲田塊、村界和組界的空間信息，同時(shí)疊加遙感影像圖片，農(nóng)戶可更為方便的找到自己的田塊。屬性數(shù)據(jù)庫是用戶查詢的具體表現(xiàn)內(nèi)容，包括田塊養(yǎng)分信息、農(nóng)戶信息、化肥信息庫、作物缺素?cái)?shù)據(jù)庫、病蟲防治數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)知識數(shù)據(jù)庫?？臻g數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫有機(jī)的結(jié)合，從而更方便的從空數(shù)據(jù)庫或?qū)傩詳?shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索[16]。

2系統(tǒng)開發(fā)

2.1　系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與工具

系統(tǒng)在Windows XP環(huán)境下，用ArcMap 9.3進(jìn)行前期處理，采用Visual Studio 2008 C#編程的方式，結(jié)合ArcEngine 9.3組件進(jìn)行二次開發(fā)，最后進(jìn)行編譯發(fā)布。

系統(tǒng)運(yùn)行要求：CPU 2GHz以上，內(nèi)存2G，硬盤5G，Windows XP操作系統(tǒng)。

2.2　系統(tǒng)界面

本系統(tǒng)界面實(shí)行左右分欄，左邊為菜單欄，右邊為內(nèi)容區(qū)。用戶通過觸摸或鼠標(biāo)可以對菜單進(jìn)行點(diǎn)擊，內(nèi)容區(qū)則對應(yīng)相應(yīng)的內(nèi)容。

2.3　程序代碼

采用ArcEngine作為底層開發(fā)平臺，通過已封裝的類庫進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，以下是部分開發(fā)代碼：

(1) 加載地圖。

public void LoadMap(string pathMap)

{

axMapControl.LoadMxFile(pathMap);

}

(2) 空間查詢地圖。

農(nóng)戶通過“村、組和農(nóng)戶姓名”進(jìn)行查詢，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶田塊空間定位。

public void FilterLayer(string where)

{

IFeatureLayer flyr = (IFeatureLayer)axMapControl1.get_Layer(0);

IFeatureClass fcls = flyr.FeatureClass;

IQueryFilter queryFilter = new QueryFilterClass();queryFilter.WhereClause = where;

ZoomToSelectedFeature(flyr, queryFilter); ∥縮放到選擇結(jié)果集，并高亮顯示

IFeatureCursor featureCursor = fcls.Search(queryFilter, true);

FlashPolygons(featureCursor); ∥閃爍選中得圖斑

}

(3) 顯示結(jié)果

通過pFeature.get_Value方法對田塊相應(yīng)的屬性進(jìn)行查詢顯示。

pFeature.get_Value(pFeature.Fields.FindField("農(nóng)田編號")).ToString();

pFeature.get_Value(pFeature.Fields.FindField("農(nóng)戶名稱")).ToString();

pFeature.get_Value(pFeature.Fields.FindField("氮肥用量")).ToString();

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1　區(qū)域概況

研究區(qū)位于四川省樂山市犍為縣定文鎮(zhèn)炮房村，以丘陵為主，屬亞熱帶濕潤氣候，年平均氣溫17.5 ℃，無霜期333 d，年平均降雨量1 141 mm，年平均日照957 h。耕地面積2.8 hm2，主要種植水稻、玉米和油菜。

3.2　數(shù)據(jù)庫的建立

3.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

(1) 空間數(shù)據(jù)。以0.5 m分辨率的GeoEye遙感影像為基礎(chǔ)，采用WGS84坐標(biāo)系，柵格數(shù)據(jù)為Tif格式，矢量數(shù)據(jù)為Shape格式。

(2) 屬性數(shù)據(jù)。根據(jù)土壤類型、肥力等級和地形等因素，將炮房村施肥區(qū)域劃分為若干個采樣單元，每個采樣單元約為0.67 hm2，且土壤類型基本一致。在作物收獲后或播種前采集，每個土樣以1個取土點(diǎn)為中心，在10 m 半徑內(nèi)取5 點(diǎn)混合而成，同時(shí)用GPS(Garmin 72)記錄中心點(diǎn)位置。取0—20 cm耕層土壤，采樣點(diǎn)數(shù)量為163個，樣點(diǎn)分布圖見圖2。經(jīng)過室內(nèi)分析得到土壤相應(yīng)測試數(shù)據(jù)：pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和堿解氮。同時(shí)，通過實(shí)地調(diào)查，獲得區(qū)域內(nèi)田塊土壤類型、種植制度、農(nóng)戶信息等屬性資料。

(3) 文字圖片數(shù)據(jù)。作物缺素診斷、病蟲防治、政策法規(guī)、安全常識采用圖片和文字描述相結(jié)合的方法，存儲在數(shù)據(jù)文件中。

3.2.2建立田塊施肥基本單元田塊施肥單元是施肥決策基本對象，也是農(nóng)戶查詢的最小單元。同一單元具有相對一致的土壤養(yǎng)分、理化性性狀和立地條件，且四周有明顯的田埂或道口包圍，一個田塊由一位農(nóng)戶承包經(jīng)營。采用遙感影像解譯后生成以實(shí)際田塊為邊界的施肥基本單元，建立田塊編號和農(nóng)戶所在的村和組，生成農(nóng)戶承包田塊圖6 918個，達(dá)到一個田塊對應(yīng)一個施肥單元的精度，并以遙感影像為底圖，使農(nóng)戶查詢觸摸屏?xí)r具有真實(shí)的空間視覺效果。

通對163個采樣點(diǎn)的堿解氮、有效磷和速效鉀進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，對不符分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換，運(yùn)用ArcGIS 9.3地統(tǒng)計(jì)模塊對采樣點(diǎn)進(jìn)行高斯Kriging模型插值分析，生成堿解氮、有效磷和速效鉀的養(yǎng)分圖，然后對田塊進(jìn)行空間賦值，使每個田塊具有土壤養(yǎng)分的屬性數(shù)據(jù)。

圖2　土壤采樣點(diǎn)分布

3.3　施肥模型

根據(jù)2005—2009年四川省“3414”試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用肥料效應(yīng)函數(shù)法和邊際效應(yīng)分析計(jì)算主要糧油作物最佳施肥量。肥料效應(yīng)模型為：

(1)

式中：y——籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)；x1——N用量(kg/hm2)；x2——P2O5用量(kg/hm2)；x3——K2O用量(kg/hm2)。如果上述方程擬合成功(二次項(xiàng)前系數(shù)為負(fù)值，一次項(xiàng)前系數(shù)為正值，F(xiàn)檢驗(yàn)顯著)，根據(jù)邊際收益等于邊際成本，即dy·yp=dx·xp的原則計(jì)算經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量施肥量，分別以x1，x2和x3為變量，對方程兩邊求導(dǎo)，得到方程組：

b1+2b2x1+b7x2+b8x3=x1p/yp

(2)

b3+2b4x2+b7x1+b9x3=x2p/yp

(3)

b5+2b6x3+b8x1+b9x2=x3p/yp

(4)

式中：x1p，x2p，x3p和yp分別為N，P2O5，K2O和糧食價(jià)格(元/103kg)，把三元二次方程系數(shù)bi值、肥料和糧食價(jià)格代入上述方程組，解方程組即可得到最佳氮、磷、鉀肥用量[17-19]。

再根據(jù)試驗(yàn)點(diǎn)計(jì)算出的肥料用了，建立了土壤速效養(yǎng)分含量與最佳施肥量對數(shù)模型(表1)，所有擬合方程均達(dá)到了極顯著。然后根據(jù)犍為縣炮房村每個施肥單元土壤測試結(jié)果，計(jì)算出每個田塊相應(yīng)作物的推薦施肥量。

表1　川中丘陵區(qū)土壤速效養(yǎng)分含量與最佳施肥量對數(shù)模型

注：y表示最佳施肥量；x為對應(yīng)的速效養(yǎng)分含量

3.4　成果輸出

農(nóng)戶在觸摸屏上點(diǎn)擊自己所在的組和姓名或點(diǎn)擊遙感影像上所在的田塊，即可查詢農(nóng)田基本信息、推薦施肥、缺素診斷、病蟲防治、政策法規(guī)和安全常識等。

(1) 農(nóng)田基本信息。農(nóng)田基本信息表主要包括土壤類型、地力等級、種植制度、有機(jī)質(zhì)、有效磷、全氮、速效鉀、速效氮和pH值等，同時(shí)對田塊土壤養(yǎng)分指標(biāo)能夠進(jìn)行豐缺評價(jià)，評價(jià)結(jié)果可為農(nóng)戶種植作物的布局和施肥提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。

(2) 推薦施肥。按照水稻、玉米和油菜的施肥模型(表1)，計(jì)算出每個田塊相應(yīng)作物推薦施肥量。根據(jù)單質(zhì)肥料用量，系統(tǒng)生成3種施肥方案，一種單質(zhì)肥料方案和2種復(fù)合肥方案，為農(nóng)戶精確施肥提供參考依據(jù)。

對比炮房村農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)推薦施肥和農(nóng)戶常規(guī)施肥(表2)發(fā)現(xiàn)，在保證作物獲得最佳產(chǎn)量的前提下，系統(tǒng)推薦施肥量較農(nóng)戶常規(guī)施肥有所減少。其中水稻每公頃N，P2O5，K2O用量較常規(guī)施肥分別減少35，9，45 kg；玉米P2O5，K2O用量分別減少9，45 kg；油菜P2O5用量減少9 kg?？梢姡r(nóng)田施肥專家系統(tǒng)可以在較大程度改善炮房村施肥的現(xiàn)狀。

表2炮房村常規(guī)施肥與專家系統(tǒng)推薦施肥用量

kg/hm2

(3) 缺素診斷與病蟲害防治。通過各種缺素圖片對作物的缺素癥狀和病蟲害進(jìn)行展示，用文字對癥狀進(jìn)行描述并提供防治措施。農(nóng)戶方可根據(jù)病癥，對應(yīng)圖片進(jìn)行缺素診斷與病蟲害防治。

(4) 政策法規(guī)和安全常識。采用文字方式，對政策法規(guī)和安全常識進(jìn)行顯示。政策法規(guī)主要介紹當(dāng)前農(nóng)業(yè)的政策法規(guī)，了解農(nóng)民的權(quán)利和義務(wù)，提高農(nóng)民的法律意識。安全常識主要介紹農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量、農(nóng)藥殘留和農(nóng)機(jī)安全，減少事故發(fā)生。

4結(jié) 論

(1) 基于田塊尺度的村級農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)，充分利用ArcEngine并結(jié)合遙感影像，在田塊尺度上實(shí)現(xiàn)精確施肥。系統(tǒng)具有界面友好，操作簡單明了，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了田塊尺度的施肥決策和養(yǎng)分管理。該系統(tǒng)已在炮房村進(jìn)行了初步應(yīng)用，取得了較好效果。

(2) 該系統(tǒng)應(yīng)用后，在獲得最佳產(chǎn)量的前提下，系統(tǒng)推薦施肥量較農(nóng)戶常規(guī)施肥有所減少，但施肥模塊還未涉及到與作物養(yǎng)分吸收相關(guān)的降雨量、日照、氣候、作物品種等因素，有待進(jìn)一步完善。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張福鎖,崔振嶺,王激清,等.中國土壤和植物養(yǎng)分管理現(xiàn)狀與改進(jìn)策略[J].植物學(xué)報(bào),2007,24(6):687-694.

[2]薛利紅,楊林章,李剛?cè)A.遙感技術(shù)在精確施肥管理中的應(yīng)用進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004,20(5):22-26.

[3]安凱,謝高地,冷允法.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)田地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,11(1):66-69.

[4]陳桂芬,王越,王國偉.玉米精確施肥系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006(5):586-590.

[5]陳蓉蓉,周治國,曹衛(wèi)星,等.農(nóng)田精確施肥決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,37(4):516-521.

[6]褚進(jìn)華,馬友華,李英杰,等.觸摸屏技術(shù)在測土配方施肥中研究和應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2010(7):12-15.

[7]黃澤林,陳琦,任樹友.四川農(nóng)田施肥現(xiàn)狀評價(jià)與對策研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008(S):12-14.

[8]廖桂堂,李廷軒,王永東,等.基于組件式GIS的低山茶園施肥信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].茶葉科學(xué),2008,28(6):391-400.

[9]胡開全.基于ArcGIS Engine的縣域配方施肥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[10]劉明輝,沈佐銳,高靈旺,等.基于WebGIS的農(nóng)業(yè)病蟲害預(yù)測預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,40(7):180-186.

[11]孫波,嚴(yán)浩,施建平,等.基于組件式GIS的施肥專家決策支持系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2006,22(4):75-79.

[12]邱小雷,劉小軍,朱艷,等.基于Pocket PC的小麥栽培管理知識模型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2007,23(10):182-185.

[13]周煉清,史舟,王珂,等,基于WebGIS的農(nóng)業(yè)園區(qū)水稻施肥推薦系統(tǒng)的研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào):農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版,2005,31(2):175-179.

[14]傅卓軍.水稻病害診斷專家系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].長沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

[15]熊凱,姜雪,李旭霖,等.基于B/S架構(gòu)的測土配方施肥計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(21):404-407.

[16]單英杰,劉小軍,姜海燕,等.基于GIS和模型的種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(2):145-151.

[17]Cerrato M E, Blackmer A M. Comparison of models for describing corn yield response to nitrogen fertilizer[J]. Agronomy Journal, 1990,82(1):138-143.

[18]王圣瑞,陳新平,高祥照,等.“3414”肥料試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿M合的探討[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2002,8(4):409-413.

[19]戢林,張錫洲,李廷軒,等.基于“3414”試驗(yàn)的川中丘陵區(qū)水稻測土配方施肥指標(biāo)體系構(gòu)建[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,44(1):84-92.

Design and Application of Fertilization Information System for Farmland of Village Scale

LIU Tao， LI Tingxuan， WANG Yongdong， ZHANG Xizhou， ZHENG Zicheng

(CollegeofResourceandEnvironmentalScience,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu,Sichuan611130,China)

Abstract：[Objective] To achieve the field scale fertilization decision-making and precise fertilization and attain fertilizer digital extension of the soil testing.[Methods] Practical application with the examples of Paofang village, Dingwen town, Jianwei county as an example by the method of ArcEngine module of GIS to integrate GIS, RS, GPS with agriculture experts technology, with remote sensing image as the index, village scale farmland fertilization expert system of touching screen was developed. By using the experimental data of “3414” in Sichuan Province from 2005 to 2009, on the basis of the facts, fertilization recommendation model of the main grain and oil crops was established for the expert system. [Results] The system not only realized the fertilization decision-making and nutrient management of field scale, but had inquiry function such as the basic farmland information, deficiency diagnosis, pest control, policies and regulations and safety common sense et al.[Conclusion] The fertilization information system achieved the precise fertilization on the field scale, which has the characteristics of friendly interface and simple operation, finally attained fertilizer digital extension for the field scale of villages.

Keywords:field scale; farmland; fertilization; expert system

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1000-288X(2015)03-0186-05

中圖分類號：S147.2

通信作者：李廷軒(1966—),男(漢族),四川省宣漢縣人,博士,教授,主要從事養(yǎng)分資源管理方面研究。E-mail:litinx@263.net。

收稿日期：2014-04-13修回日期：2014-05-20

資助項(xiàng)目：四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目“基于WebGIS的四川省耕地質(zhì)量管理信息平臺的研制”(14ZA0010)

第一作者：劉濤(1980—),男(漢族),四川省江油市人,碩士,助研,主要從事養(yǎng)分資源信息化方面研究。E-mail:11812717@qq.com。