CN103650732A - 一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，首先通过建立处于营养生长期的标准植株样本区作物定植后的生长天数、茎秆直径和施肥量的施肥量标准表格，然后测量待施肥区处于营养生长期的作物茎秆直径，与标准植株样本区的施肥量标准表格中的定植后同一生长天数的作物茎秆直径和施肥量按一定的规则进行计算，得出作物当天的施肥量。本发明可用于现代农业精确灌溉施肥领域，有益于控制作物茎秆生长速度，提高肥料利用率，减少农业面源污染和作物施肥管理对用户知识水平的依赖性，减轻劳动强度，可用于指导莴苣等以茎秆为收获物的温室栽培作物营养生长期施肥。

Description

一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法

技术领域

本发明属于现代农业精确灌溉施肥领域，特别是涉及一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法。

背景技术

作物生长前期以营养生长为主，这个时期植株以根、茎、叶的生长为主。因为生殖生长所需要的有机物，主要是由营养生长所提供的，所以营养器官生长不良，生殖器官不会很发达，产量也不高。但是，营养生长过旺，有机物大部分被营养生长所消耗，生殖生长就得不到足够的有机养料。在设施生产中，常常不能够做到根据作物实际生长所需肥量进行精确施肥，因此，设施栽培经常会出现营养元素比例失调或缺素等症状，导致作物生长慢或者生产过快。施肥达不到作物生长中所需肥量，会导致作物生长慢，直接影响到作物产量和经济效益，反之，施肥过剩会引起作物徒长，以致品质的降低，甚至减产，还会造成肥料的浪费和农业面源污染。

传统的施肥方法以生产者的经验为主，凭经验诊断作物营养的丰缺，往往要等到症状明显时才能做出判断，而此时可能已经对作物造成了伤害，且凭经验诊断具有主观性和个体差异性，容易发生误诊。中国专利申请号201210010383.1公开了一种通过长期埋放在土壤中的检测装置而对土壤的相对湿度和土壤的肥力进行监测的检测装置和监测系统；201210440054.0中公开了一种在充分了解土质条件的情况下根据农作物的需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，提出了氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的适宜用量和比例的测土配方施肥方法。这些方法的不足之处在于不能根据作物植株的实际生长信息来动态调控作物所需肥量，一次性施下去，肥料浓度会扩散、渗透，会造成肥料浪费和环境污染，难以做到精确、高效的施肥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，以对施肥量进行动态调控，达到提高肥料利用率，减少面源污染，增加作物产量和品质的目的。

为了解决以上技术问题，本发明是在作物营养生长期根据作物茎秆直径来指导作物施肥，具体技术方案如下：

一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，建立标准样本区

培育一批养分供应充足的作物作为标准植株样本区，在标准植株样本区内随机选取m株作物作为标准植株样本，m∈[20，60]；每天对m株标准植株样本的检测部位的茎秆直径进行统计，去除掉最大5%的数据点和最小5%的数据点，剩下部分数据取算术平均值作为该标准植株样本区作物的茎秆直径；

步骤二，记录作物茎杆直径和当日施肥量

记标准植株样本区作物定植后的生长天数为n，定植当天n＝0，营养生长期结束当天n取得最大值；每天在测量时间按步骤一所述方法记录标准植株样本区的茎杆直径，记为D_n；每天记录标准植株样本区每株作物的平均施肥量，记为F_n；

步骤三，建立标准植株样本区的施肥量标准表格

以定植后的生长天数n为第1列、标准植株样本区的作物茎杆直径D_n为第2列、施肥量F_n为第3列，同一生长天数的n、D_n和F_n在同一行，以n向下递增的方式，建立标准植株样本区的施肥量标准表格；

步骤四，计算待施肥区每株作物的平均施肥量

在待施肥区随机选取l株作物作为待施肥区植株样本，l∈[3，30]；记待施肥区作物定植后的生长天数为n，定植当天n＝0；每天在测量时间按步骤一所述方法记录标准植株样本区的茎杆直径，记为D_n′；记待施肥区定植后第n天每株作物的平均施肥量为F_n′，F_n′按以下公式确定：

式中，F_n′为待施肥区定植后第n天每株作物的平均施肥量；

F₀为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为0天所对应的施肥量，即定植当天的施肥量；

D_n′为待施肥区定植后第n天的作物茎秆直径；

D_n为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的作物茎秆直径；

sign(D_n′-D_n)为符号函数，如果(D_n′-D_n)≥0，sign(D_n′-D_n)＝1；如果(D_n′-D_n)＜0，则sign(D_n′-D_n)＝-1；

F_n为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的施肥量；

如果则取

如果

则取

步骤五，待施肥区施肥

根据步骤四计算得到的F_n′，乘以待施肥区作物种植株数，得到待施肥区的总施肥量，在施肥时间开始后，一次施加到待施肥区。

所述步骤二和步骤四中的测量时间指的是作物栽培地的日出时间之前的0.5h内。

所述步骤一中检测部位为距栽培基质表面3-8cm位置的茎部。

所述步骤四中，如果待施肥区的生长天数超过了施肥量标准表格中的生长天数，则取施肥量标准表格中最后一行的作物茎秆直径D_n和施肥量F_n的数值进行计算。

所述步骤五中的施肥时间指的是作物栽培地的日出时间之后的0.5h到2h。

本发明具有有益效果。本发明根据作物茎秆直径来指导莴苣等以茎为收获物的温室栽培作物营养生长期施肥，能有效地控制作物的生长速度，防止作物徒长或生长过于缓慢，为提高作物最终的产量和品质打下基础；根据作物的实际需求，对施肥量进行动态供应，提高肥料利用率，减少农业面源污染；自动根据作物的生长情况进行施肥量判断，可以减少作物施肥管理对用户知识水平的依赖性，减轻劳动强度。

具体实施方式

结合具体实施例对本发明的作物施肥方法作进一步说明。

实施例

下面以镇江地区北纬32.202，东经119.434种植的莴苣定植后12天的施肥方法为例，对实施过程进行说明。

步骤一，建立标准样本区

采用日本山崎莴苣配方培育一批养分供应充足的莴苣作为标准植株样本区，2012年5月1日定植，在标准植株样本区内随机选取40株莴苣作为标准植株样本，每天对40株标准植株样本的茎秆直径进行统计，去除掉最大5%的数据点和最小5%的数据点，剩下部分数据取算术平均值作为该标准植株样本区作物的茎秆直径；

步骤二，记录莴苣茎杆直径和当日施肥量

记标准植株样本区莴苣定植后的生长天数为n，定植当天n＝0；每天在莴苣栽培地的日出时间之前的0.5h，如2012年5月1日镇江的日出时间为05：15，则日出时间之前的0.5h为04：45，按步骤一所述方法记录标准植株样本区的距栽培基质表面3cm位置的茎杆直径，记为D_n；每天记录标准植株样本区每株莴苣的平均施肥量，记为F_n；

步骤三，建立标准植株样本区的施肥量标准表格

以定植后生长天数n为第1列、标准植株样本区的莴苣茎杆直径D_n为第2列、施肥量F_n为第3列，同一生长天数的n、D_n和F_n在同一行，以n向下递增的方式，建立标准植株样本区的施肥量标准表格，如表1所示；

表1.莴苣施肥量标准表格

步骤4：计算待施肥区每株莴苣的平均施肥量

待施肥区作物为2013年5月1日在镇江北纬32.202，东经119.434定植的同一品种的莴苣。在待施肥区随机选取9株莴苣作为待施肥区植株样本；记待施肥区莴苣定植后的生长天数为n，定植当天n＝0；每天在莴苣栽培地的日出时间之前的0.5h，如2013年5月1日镇江日出时间之前的0.5h为04：45，按步骤一所述方法记录标准植株样本区的距栽培基质表面3cm位置的茎杆直径，记为D_n′；记待施肥区定植后第n天每株莴苣的平均施肥量为F_n′，F_n′按以下公式确定：

式中，F_n′为待施肥区定植后第n天每株莴苣的平均施肥量；

F₀为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为0天所对应的施肥量，即定植当天的施肥量；

D_n′为待施肥区定植后第n天的莴苣茎秆直径；

D_n为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的莴苣茎秆直径；如果生长天数n超过了施肥量标准表格中的生长天数，则取施肥量标准表格中最后一行的莴苣茎秆直径值；

sign(D_n′-D_n)为符号函数，如果(D_n′-D_n)≥0，sign(D_n′-D_n)＝1；如果(D_n′-D_n)＜0，则sign(D_n′-D_n)＝-1；

F_n为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的施肥量；

如果

则取

如果

则取

以待施肥区定植后第9天即2013年5月10日的施肥量的计算为例：

定植后第9天即2013年5月10日，镇江日出时间之前的0.5h即04：37记录9株待施肥区植株样本的茎秆直径，分别为5.4mm、5.6mm、5.3mm、5.7mm、5.2mm、5.1mm、5.4mm、5.6mm和5.2mm，算术平均值为5.38mm，则D₉′＝5.38mm；

查表1，得D₉＝5.5mm，F₉＝30mL/d/株；

根据式（3），

步骤五，待施肥区施肥

根据步骤四计算得到的F₉′，乘以待施肥区莴苣种植株数10000株，得到待施肥区的总施肥量为372000mL，在2013年5月10日镇江日出时间之后的0.5h即05：37，一次施加到待施肥区，完成当天的施肥任务。

Claims (5)

1.一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，建立标准样本区

培育一批养分供应充足的作物作为标准植株样本区，在标准植株样本区内随机选取m株作物作为标准植株样本，m∈[20，60]；每天对m株标准植株样本的检测部位的茎秆直径进行统计，去除掉最大5%的数据点和最小5%的数据点，剩下部分数据取算术平均值作为该标准植株样本区作物的茎秆直径；

步骤二，记录作物茎杆直径和当日施肥量

记标准植株样本区作物定植后的生长天数为n，定植当天n＝0，营养生长期结束当天n取得最大值；每天在测量时间按步骤一所述方法记录标准植株样本区的茎杆直径，记为D_n；每天记录标准植株样本区每株作物的平均施肥量，记为F_n；

步骤三，建立标准植株样本区的施肥量标准表格

以定植后的生长天数n为第1列、标准植株样本区的作物茎杆直径D_n为第2列、施肥量F_n为第3列，同一生长天数的n、D_n和F_n在同一行，以n向下递增的方式，建立标准植株样本区的施肥量标准表格；

步骤四，计算待施肥区每株作物的平均施肥量

在待施肥区随机选取l株作物作为待施肥区植株样本，l∈[3，30]；记待施肥区作物定植后的生长天数为n，定植当天n＝0；每天在测量时间按步骤一所述方法记录标准植株样本区的茎杆直径，记为D_n′；记待施肥区定植后第n天每株作物的平均施肥量为F_n′，F_n′按以下公式确定：

式中，F_n′为待施肥区定植后第n天每株作物的平均施肥量；

F₀为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为0天所对应的施肥量，即定植当天的施肥量；

D_n′为待施肥区定植后第n天的作物茎秆直径；

D_n为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的作物茎秆直径；

sign(D_n′-D_n)为符号函数，如果(D_n′-D_n)≥0，sign(D_n′-D_n)＝1；如果(D_n′-D_n)＜0，则sign(D_n′-D_n)＝-1；

F_n为步骤三所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的施肥量；

如果

则取如果

则取

步骤五，待施肥区施肥

根据步骤四计算得到的F_n′，乘以待施肥区作物种植株数，得到待施肥区的总施肥量，在施肥时间开始后，一次施加到待施肥区。

2.一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，其特征在于：所述步骤二和步骤四中的测量时间指的是作物栽培地的日出时间之前的0.5h内。

3.一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，其特征在于：所述步骤一中检测部位为距栽培基质表面3-8cm位置的茎部。

4.一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，其特征在于：所述步骤四中，如果待施肥区的生长天数超过了施肥量标准表格中的生长天数，则取施肥量标准表格中最后一行的作物茎秆直径D_n和施肥量F_n的数值进行计算。

5.一种根据作物茎秆直径进行营养生长期施肥的方法，其特征在于：所述步骤五中的施肥时间指的是作物栽培地的日出时间之后的0.5h到2h。