[发明专利]一种作物氮素需求量实时获取方法

说明书

本发明涉及一种作物氮素需求量实时获取方法，针对传统作物氮素需求量计算方法需要对作物进行破坏性取样分析，工作量大，时效性较差的问题，通过建立作物氮素需求量与作物氮营养指数间的模型，将繁琐的作物氮素需求量计算转化为作物氮营养指数获取，大大增加了作物氮素营养诊断的时效性；设计模型不仅具有较高的精度，还考虑了作物的生长时期差异和不同种植地区的氮肥利用率差异，具有较高的普适性；该模型的建立，可为作物精准氮肥管理提供指导，对氮肥减投与农业可持续发展具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及一种作物氮素需求量实时获取方法，属于作物氮素营养信息快速检测技术领域。

背景技术

氮肥是农业生产中投入量最大的肥料，在中国东部地区，由于氮肥施用量过大，施肥方式不科学，农田中施用的氮肥仅有不足30％能被作物吸收利用。对作物进行实时氮素营养诊断并定量分析其氮素需求，有助于制定合理的氮肥管理措施，提高氮肥利用率。

目前，在作物生长期间进行实时氮素营养诊断的研究有很多，如利用便携式叶绿素仪，多光谱或高光谱设备，数码相机等。这些研究建立了设备光谱参数与含氮量、地上部生物量、氮营养指数等指标间的关系，通过这些设备的测量可快速反演作物的含氮量、地上部生物质量、氮营养指数等指标。但由于作物品种，测试的生育时期，气候条件和栽培管理措施等存在差异，仅利用反演的这些指标很难准确判断作物的氮素营养状况，更无法准确计算出作物的氮素需求量。临界氮浓度是指作物在某生长时期达到最大生物量所需的最低植株氮浓度，也是作物生长时的最佳氮浓度。将作物的临界氮浓度作为氮素营养诊断的目标氮浓度，通过实际氮浓度与目标氮浓度的差值，可计算出作物的氮素需求量，但目前使用该方法需要对作物进行破坏性取样分析，工作量大，时效性较差。因此，建立实时、快速诊断作物氮素营养状况的方法，并计算作物的氮素需求量，对于科学有效的指导作物氮肥投入具有重要的现实意义和应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种作物氮素需求量实时获取方法，能够快速、准确估算出作物的氮素需求量，为作物精准氮肥管理提供指导。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种作物氮素需求量实时获取方法，用于实时获取目标地区中目标作物的氮素需求量，包括如下步骤：

步骤A.根据目标作物的临界氮稀释曲线、以及不同施氮水平下目标作物的地上部干物质量DM，计算获得不同施氮水平下、目标作物的临界氮浓度值criticalN_c，然后进入步骤B；

步骤B.根据如下公式：

获得不同施氮水平下、目标作物的氮素需求量NR；其中，N_c表示不同施氮水平下、目标作物地上部实际氮浓度；RE_N表示不同施氮水平下、目标作物的氮肥利用率，然后进入步骤C；

步骤C.获得不同施氮水平下、目标作物的氮营养指数NNI，然后进入步骤D；

步骤D.按不同施氮水平下、目标作物的不同取样时期，针对不同施氮水平下、目标作物的氮素需求量NR，以及不同施氮水平下、目标作物的氮营养指数NNI进行数据拟合，获得不同施氮水平下、目标作物对应不同取样时期拟合方程如下：

NR＝S(1-NNI) (4)

即获得不同施氮水平下、目标作物的氮素需求量NR与氮营养指数NNI间的关系；其中，S表示不同施氮水平下、目标作物对应不同取样时期拟合方程的系数，然后进入步骤E；

步骤E.以不同施氮水平下、目标作物每次取样时的作物生长天数为x轴，该次取样时、按步骤D所获系数S为y轴，分别针对所有取样时期的点(x，y)绘制散点图，并对每次取样时期、散点图中的点进行线性回归分析，求得线性回归方程如下：

S＝a·GD-b (5)