[发明专利]水分与氮肥同步灌施决策方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种水分与氮肥同步灌施决策方法及装置，属于作物栽培技术领域。包括：对于任一时间段，获取任一段时间内设施作物的累积耗水量，并获取任一时间段内设施作物的氮肥需求量；根据累积耗水量及设施作物水分利用系数，计算向设施作物根区灌溉的清水体积，根据氮肥需求量及设施作物氮肥利用系数，计算向设施作物根区施加的氮肥质量。由于与传统的灌溉和氮肥施用方法相比，实现了水分与氮肥的协同施用，还可以从作物水分与氮素的实际需求及水氮吸收机理进行水肥同步自动配置，从而可实现设施蔬菜的水分与氮素的精准管理。另外，在保证作物高产的同时，还能提高资源利用率、节约劳动力成本，同时降低对环境的污染风险。

技术领域

本发明涉及作物栽培技术领域，尤其涉及一种水分与氮肥同步灌施决策方法及装置。

背景技术

设施蔬菜种植是一种高投入高产出的新型农业技术，具有高投入高产出的特点，已成为农民增收和农业发展的农业主导产业。设施蔬菜多属于水肥需求量较大的作物，加之在设施条件下复种指数较高，水肥施用量远大于露天粮食作物。广大设施农业生产者更是通过盲目增加水肥投入量的方式来取得高产，在增加生产成本的同时，造成了资源的浪费和水体环境的恶化。

水分是作物原生质的主要成分，约占作物鲜重的80-90％，同时参与了光合作用、呼吸作用及有机物合成与分解等新陈代谢活动的进行，还是作物对养分物质吸收与运输的溶剂。当水分供应不足时，作物就会收到水分胁迫的影响，抑制作物的生长，进而降低产量。然而，当水分过量供应在造成水资源浪费的同时，也会导致作物受到涝害的影响。

氮素作为作物生长所必须的一种营养元素，参与了作物体内蛋白、核酸和磷脂的合成，也是叶绿素的重要组成部分，对作物生长发育及产量形成有至关重要的作用，是作物养分调控最重要的目标元素。与水分类似，当栽培介质中氮素缺乏时，作物会受到氮素胁迫的影响，其成长也会受到抑制，而氮素过量供应时，在增加生产成本、造成资源浪费的同时，多余的氮素还会被过量的灌溉水或者降雨淋洗至深层土壤形成面源污染，危害当地水体环境。因此，需要根据作物对水分与氮肥的实际需求，对水分与氮肥进行协同管理，提供资源利用率与生产效益，以降低对当地水体环境污染的风险。

近年来，随着作物水分生理学与植物营养学的研究深入，作物的水分与养分需求规律已经较为明确，为施肥灌溉制度的制定提供了理论支持。但在传统的施肥模式下，灌溉与氮肥施用仍分开操作，尚不具备水氮协同供给的实现途径。虽然水肥一体化技术与装备的发展为实现水分与氮肥的协同供给提供了技术手段，但在水氮同步灌施条件下，对水分与氮肥的匹配度提出了更高的要求，否则会导致作物因养分胁迫而减产或因氮肥过量供应增加生产成本投入的同时，带来环境的负面效应。因此，目前急需一种从作物水氮协同精量供应的决策方法，从水氮的实际需求出发，对水氮灌施进行精量配制，实现水氮利用效率的最大化，提升水肥一体化技术水平和智能化程度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的水分与氮肥同步灌施决策方法及装置。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种水分与氮肥同步灌施决策方法，包括：

对于任一时间段，获取任一段时间内设施作物的累积耗水量，并获取任一时间段内设施作物的氮肥需求量；

根据累积耗水量及设施作物水分利用系数，计算向设施作物根区灌溉的清水体积，根据氮肥需求量及设施作物氮肥利用系数，计算向设施作物根区施加的氮肥质量。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种水分与氮肥同步灌施决策装置，包括：

获取模块，用于对于任一时间段，获取任一段时间内设施作物的累积耗水量，并获取任一时间段内设施作物的氮肥需求量；

计算模块，用于根据累积耗水量及设施作物水分利用系数，计算向设施作物根区灌溉的清水体积，根据氮肥需求量及设施作物氮肥利用系数，计算向设施作物根区施加的氮肥质量。