耒陽市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 陳小虎

湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息中心 劉陽

在現(xiàn)代這個大互聯(lián)網(wǎng)時代，應(yīng)用智能手機(jī)實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+測土配方”的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式具有廣泛的推廣價值。

在多年的測土配方施肥技術(shù)推廣過程中，指導(dǎo)農(nóng)民施肥，都是采用發(fā)放施肥建議卡、張貼施肥建議表，或農(nóng)技員直接到農(nóng)戶田間指導(dǎo)施肥技術(shù)，以達(dá)到科學(xué)施肥、節(jié)本增效的目的。由于測土配方施肥技術(shù)參數(shù)較多，在項目實施過程中，常常遇到縣鄉(xiāng)農(nóng)技員制定農(nóng)作物施肥方案難、計算精準(zhǔn)度差、印刷發(fā)放施肥建議卡煩瑣、工作成本較高、指導(dǎo)的作物品種較少等問題。因此，要大面積廣泛地推廣測土配方施肥技術(shù)，很有必要采用新的推廣手段和簡易的技術(shù)指導(dǎo)方法，這也是測土配方施肥技術(shù)成果應(yīng)用的一個關(guān)鍵技術(shù)難題，即如何使測土配方施肥技術(shù)推廣應(yīng)用到戶、到田塊？

自2005年以來，湖南省實施測土配方施肥項目已經(jīng)有十多年。據(jù)不完全統(tǒng)計：國家投入在湖南的測土配方施肥項目專項資金多達(dá)5億元，全省共計采集土壤樣品70萬個以上，化驗500萬項次，組織相關(guān)農(nóng)作物肥效試驗10000多個，獲得農(nóng)作物施肥的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)近2億個，獲得了大量的土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和主要農(nóng)作物科學(xué)施肥技術(shù)參數(shù)。

一、做法與技術(shù)

1.軟件系統(tǒng)建設(shè) 為了用活測土配方施肥項目海量的技術(shù)數(shù)據(jù)，湖南省從2008年開始研究計算機(jī)計算施肥方案技術(shù)，并建立了基于“Excel”的推薦施肥系統(tǒng)，直至2014年由湖南省土壤肥料工作站、湖南省農(nóng)業(yè)信息中心、耒陽市農(nóng)業(yè)局、西安田間道軟件有限公司4家聯(lián)合研發(fā)了湖南省主要農(nóng)作物測土配方施肥手機(jī)專家系統(tǒng)App。該App是利用移動互聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和手機(jī)客戶端構(gòu)建的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)平臺，集成了農(nóng)作物測土配方施肥數(shù)學(xué)模型、大數(shù)據(jù)、GPS定位、移動互聯(lián)和客戶端技術(shù)，可在湖南省范圍內(nèi)針對不同農(nóng)作物即時進(jìn)行施肥配方計算。

該項技術(shù)2015年獲“衡陽市科技進(jìn)步一等獎”，以該項技術(shù)為主的“湖南省主要農(nóng)作物測土配方施肥專家系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用”項目2017年獲“湖南省科技進(jìn)步二等獎”。

為了簡化推薦施肥量的計算過程，創(chuàng)新測土配方施肥技術(shù)應(yīng)用方法，為此而研發(fā)的湖南省主要農(nóng)作物測土配方施肥手機(jī)專家系統(tǒng)App，解決了測土配方施肥量計算難、技術(shù)指導(dǎo)不方便的問題，只要手機(jī)安裝了該專家系統(tǒng)，每個人都是施肥專家，可輕易計算出最佳的施肥量和施肥方案。目前可制定推薦水稻（早、中、晚稻）、油菜、玉米、棉花、烤煙、紅薯共6種農(nóng)作物的施肥方案，可查詢?nèi)?08個縣市區(qū)的土壤養(yǎng)分檢測結(jié)果，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況設(shè)計配方肥、制定施肥方案，自動生成施肥方案短信，大大提高了施肥技術(shù)指導(dǎo)的科學(xué)化、精準(zhǔn)化，實現(xiàn)了測土配方施肥技術(shù)服務(wù)零距離、零時差、零費用，是基層農(nóng)技人員的好助手，是新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體和廣大農(nóng)戶的好參謀。

2.生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新 該軟件是國內(nèi)率先研發(fā)的基于安卓系統(tǒng)智能手機(jī)的主要農(nóng)作物測土配方施肥手機(jī)專家系統(tǒng)，登記名稱為“田間道手機(jī)測土配方施肥軟件”。該軟件創(chuàng)新性分析建立了施肥量與土壤養(yǎng)分含量、作物目標(biāo)產(chǎn)量之間的數(shù)學(xué)模型；用活了多年來測土配方施肥項目海量的土壤技術(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了最佳施肥數(shù)學(xué)模型與土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)的無縫對接；研發(fā)了基于Excel的主要農(nóng)作物測土配方施肥專家系統(tǒng)；開創(chuàng)了測土配方施肥技術(shù)推廣新的方式，在其他省市可復(fù)制開發(fā)應(yīng)用更多的農(nóng)作物，在農(nóng)業(yè)新技術(shù)應(yīng)用上增加了一項新的推廣手段。

該軟件利用智能手機(jī)的GPS定位和實時上網(wǎng)功能，通過手機(jī)定位從服務(wù)器獲取或按照地名查詢土壤養(yǎng)分檢測結(jié)果（也可手工輸入土壤養(yǎng)分化驗結(jié)果和自定目標(biāo)產(chǎn)量，供農(nóng)技員做田間試驗示范時用，其他省份也可用此方法制定施肥方案），估算農(nóng)作物目標(biāo)產(chǎn)量、最佳施肥量，生成最合理的施肥方案（圖1）發(fā)送給用戶，直接指導(dǎo)施肥，從而提高了施肥技術(shù)指導(dǎo)的針對性、時效性、適用性和科學(xué)性，實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+測土施肥”新的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式和手段。

圖1 App推薦的施肥方案

該軟件還采用目標(biāo)產(chǎn)量養(yǎng)分平衡配方法原理建立主要農(nóng)作物最佳施肥數(shù)學(xué)模型，數(shù)據(jù)來源于近10年的水稻（早、中、晚稻）、玉米、油菜、棉花、烤煙、紅薯的“3414”肥效試驗結(jié)果（2459個），分析獲得6個作物的肥料利用率、有效養(yǎng)分校正系數(shù)、依存率等施肥技術(shù)參數(shù)，并應(yīng)用Excel等統(tǒng)計分析工具創(chuàng)建土壤速效養(yǎng)分含量與有效養(yǎng)分校正系數(shù)，創(chuàng)建土壤速效養(yǎng)分、目標(biāo)產(chǎn)量與最佳施肥量等數(shù)學(xué)模型72個；依據(jù)全省采樣點數(shù)據(jù)的縣、鄉(xiāng)、村地名及GPS定位的經(jīng)緯度、土壤養(yǎng)分測試值等數(shù)據(jù)，在服務(wù)器上建立土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)庫；利用智能手機(jī)的GPS定位和網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，實時從服務(wù)器調(diào)取土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，估算農(nóng)作物目標(biāo)產(chǎn)量、制定施肥方案，指導(dǎo)農(nóng)作物科學(xué)施肥，將測土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用掌握在方寸之間。

二、經(jīng)驗與成效

1.經(jīng)濟(jì)效益 在推廣測土配方施肥技術(shù)中，采用手機(jī)專家系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)?shù)刈魑飳Ｓ门浞椒适亲顬橛行У拇胧?，例如耒陽市設(shè)計的水稻專用配方肥，要求配方肥廠在肥料包裝上印制了施用量建議表，有利于大面積生產(chǎn)應(yīng)用。

經(jīng)過驗收測試，應(yīng)用該軟件指導(dǎo)施肥，每667平方米農(nóng)作物可節(jié)本增收50元以上。2015—2017年在衡陽市的7個縣市區(qū)累計推廣該軟件推薦施肥面積約1595.27千公頃，每667平方米增產(chǎn)19.4千克、節(jié)本增收67.4元，總節(jié)本增收16.13億元。手機(jī)專家系統(tǒng)的應(yīng)用增強(qiáng)了農(nóng)技人員土肥技術(shù)服務(wù)能力，改變了農(nóng)民的施肥觀念，優(yōu)化了施肥結(jié)構(gòu)；提高了肥料利用率，減少不合理施肥2.6萬噸（折純量），減輕了農(nóng)業(yè)面源污染。

2.推廣示范效益 自2014年湖南省主要農(nóng)作物測土配方施肥手機(jī)專家系統(tǒng)App研發(fā)出來至今，一直在湖南全省推廣應(yīng)用，并在應(yīng)用的過程中不斷地更新系統(tǒng)內(nèi)的土壤化驗數(shù)據(jù)庫、增加系統(tǒng)功能，確保專家系統(tǒng)的正常運行。

目前系統(tǒng)內(nèi)只含有6個主要農(nóng)作物推薦施肥模塊，還可以擴(kuò)展水果、蔬菜等其他經(jīng)濟(jì)作物施肥模塊。依據(jù)本項研究的開發(fā)模式，只要全國其他省市的測土配方施肥基礎(chǔ)數(shù)據(jù)到位，就可以迅速復(fù)制建立相應(yīng)的專家系統(tǒng)，在全國推廣應(yīng)用。