智慧土肥——手机里的测土配方施肥专家_陈小虎.pdf

50 2023年第03期数字乡村智慧农业建设典型智慧土肥手机里的测土配方施肥专家在现代这个大互联网时代，应用智能手机实现“互联网+测土配方”的农业技术推广模式具有广泛的推广价值。在多年的测土配方施肥技术推广过程中，指导农民施肥，都是采用发放施肥建议卡、张贴施肥建议表，或农技员直接到农户田间指导施肥技术，以达到科学施肥、节本增效的目的。由于测土配方施肥技术参数较多，在项目实施过程中，常常遇到县乡农技员制定农作物施肥方案难、计算精准度差、印刷发放施肥建议卡烦琐、工作成本较高、指导的作物品种较少等问题。因此，要大面积广泛地推广测土配方施肥技术，很有必要采用新的推广手段和简易的技术指导方法，这也是测土配方施肥技术成果应用的一个关键技术难题，即如何使测土配方施肥技术推广应用到户、到田块？自2005年以来，湖南省实施测土配方施肥项目已经有十多年。据不完全统计：国家投入在湖南的测土配方施肥项目专项资金多达5亿元，全省共计采集土壤样品70万个以上，化验500万项次，组织相关农作物肥效试验10000多个，获得农作物施肥的相关技术数据近2亿个，获得了大量的土壤养分基础数据和主要农作物科学施肥技术参数。一、做法与技术1.软件系统建设 为了用活测土配方施肥项目海量的技术数据，湖南省从2008年开始研究计算机计算施肥方案技术，并建立了基于“Excel”的推荐施肥系统，直至2014年由湖南省土壤肥料工作站、湖南省农业信息中心、耒阳市农业局、西安田间道软件有限公司4家联合研发了湖南省主要农作物测土配方施肥手机专家系统App。该App是利用移动互联网、农业大数据和手机客户端构建的农业信息服务平台，集成了农作物测土配方施肥数学模型、大数据、GPS定位、移动互联和客户端技术，可在湖南省范围内针对不同农作物即时进行施肥配方计算。该项技术2015年获“衡阳市科技进步一等奖”，以该项技术为主的“湖南省主要农作物测土配方施肥专家系统开发及应用”项目2017年获“湖南省科技进步二等奖”。为了简化推荐施肥量的计算过程，创新测土配方施肥技术应用方法，为此而研发的湖南省主要农作物测土配方施肥手机专家系统App，解决了测土配方施肥量计算难、技术指导不方便的问题，只要手机安装了该专家系统，每个人都是施肥专家，可轻易计算出最佳的施肥量和施肥方案。目前可制定推荐水稻（早、中、晚稻）、油菜、玉米、棉花、烤烟、红薯共6种农作物的施肥方案，可查询全省108个县市区的土壤养分检测结果，可根据当地实际情况设计配方肥、制定施肥方案，自动生成施肥方案短信，大大提高了施肥技术指导的科学化、精准化，实现了测土配方施肥技术服务零距离、零时差、零费用，是基层农技人员的好助手，是新型农耒 阳 市 农 业 农 村 局湖南省农业农村信息中心陈小虎刘阳2023年第03期 51数字乡村业经营主体和广大农户的好参谋。2.生产技术创新 该软件是国内率先研发的基于安卓系统智能手机的主要农作物测土配方施肥手机专家系统，登记名称为“田间道手机测土配方施肥软件”。该软件创新性分析建立了施肥量与土壤养分含量、作物目标产量之间的数学模型；用活了多年来测土配方施肥项目海量的土壤技术数据，实现了最佳施肥数学模型与土壤养分数据的无缝对接；研发了基于Excel的主要农作物测土配方施肥专家系统；开创了测土配方施肥技术推广新的方式，在其他省市可复制开发应用更多的农作物，在农业新技术应用上增加了一项新的推广手段。该软件利用智能手机的GPS定位和实时上网功能，通过手机定位从服务器获取或按照地名查询土壤养分检测结果（也可手工输入土壤养分化验结果和自定目标产量，供农技员做田间试验示范时用，其他省份也可用此方法制定施肥方案），估算农作物目标产量、最佳施肥量，生成最合理的施肥方案（图1）发送给用户，直接指导施肥，从而提高了施肥技术指导的针对性、时效性、适用性和科学性，实现了“互联网+测土施肥”新的农业技术推广图1 App推荐的施肥方案模式和手段。该软件还采用目标产量养分平衡配方法原理建立主要农作物最佳施肥数学模型，数据来源于近10年的水稻（早、中、晚稻）、玉米、油菜、棉花、烤烟、红薯的“3414”肥效试验结果（2459个），分析获得6个作物的肥料利用率、有效养分校正系数、依存率等施肥技术参数，并应用Excel等统计分析工具创建土壤速效养分含量与有效养分校正系数，创建土壤速效养分、目标产量与最佳施肥量等数学模型72个；依据全省采样点数据的县、乡、村地名及GPS定位的经纬度、土壤养分测试值等数据，在服务器上建立土壤养分数据库；利用智能手机的GPS定位和网络连接技术，实时从服务器调取土壤养分数据，估算农作物目标产量、制定施肥方案，指导农作物科学施肥，将测土配方施肥技术的推广应用掌握在方寸之间。二、经验与成效1.经济效益 在推广测土配方施肥技术中，采用手机专家系统设计当地作物专用配方肥是最为有效的措施，例如耒阳市设计的水稻专用配方肥，要求配方肥厂在肥料包装上印制了施用量建议表，有利于大面积生产应用。经过验收测试，应用该软件指导施肥，每667平方米农作物可节本增收50元以上。20152017年在衡阳市的7个县市区累计推广该软件推荐施肥面积约1595.27千公顷，每667平方米增产19.4千克、节本增收67.4元，总节本增收16.13亿元。手机专家系统的应用增强了农技人员土肥技术服务能力，改变了农民的施肥观念，优化了施肥结构；提高了肥料利用率，减少不合理施肥2.6万吨（折纯量），减轻了农业面源污染。2.推广示范效益 自2014年湖南省主要农作物测土配方施肥手机专家系统App研发出来至今，一直在湖南全省推广应用，并在应用的过程中不断地更新系统内的土壤化验数据库、增加系统功能，确保专家系统的正常运行。目前系统内只含有6个主要农作物推荐施肥模块，还可以扩展水果、蔬菜等其他经济作物施肥模块。依据本项研究的开发模式，只要全国其他省市的测土配方施肥基础数据到位，就可以迅速复制建立相应的专家系统，在全国推广应用。