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基于优化光谱指数的玉米生长季氮肥施用方法

专利类型:
发明
申请号/专利号:
CN202110710656.2
申请人(专利权人):
内蒙古农业大学
行业类别:
G06Q50/02 A01G22/20 A01C21/00
技术成熟度:
成熟
公布时间:
2024-02-27
证书状态:
有效
交易价格:
面议
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委托经理人

本发明提供基于优化光谱指数的玉米生长季氮肥施用方法,包括以下步骤:(1)氮平衡总量控制,通过氮平衡对玉米生长季氮肥施用总量进行控制;(2)玉米氮素营养诊断,通过优化光谱指数实现玉米生长季氮素营养指标的实时监测;(3)基于优化光谱指数的玉米生长季氮肥推荐算法。本发明通过优化光谱指数对玉米氮素营养状况进行实时监测,并以氮平衡和临界氮浓度稀释曲线为氮肥用量调控的范围;确定玉米田间合理施氮量是获得较高目标产量,维持土壤氮肥力和降低施氮引起的环境污染的关键;能够为玉米智慧农业中氮肥精确管理奠定了理论与技术基础,在提高氮素资源高效利用的同时,实现了生产和环境保护并重的生态绿色发展。

1.基于优化光谱指数的玉米生长季氮肥施用方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)氮平衡总量控制,通过氮平衡对玉米生长季氮肥施用总量进行控制; 氮平衡总量控制具体包括以下步骤: K=21×(一公顷的目标产量÷1000)+氮盈余量 K为玉米生长季氮肥用量,kg/ha; 一公顷的目标产量:以往三年农户传统种植的平均产量; 氮盈余量为根据以往氮肥试验中最优施氮处理下的氮盈余量; 计算公式如下:氮素输入-氮素输出=氮素盈余量,氮素输入=施肥量+外界氮素代入量; (2)玉米氮素营养诊断,通过优化光谱指数实现玉米生长季氮素营养指标的实时监测; 玉米氮素营养诊断具体包括以下步骤: (2.1)优化光谱指数NDSI与玉米植株氮素浓度的定量关系: Y1=34.689×NDPI+1.8613 Y1:玉米植株氮素浓度,g/kg; NDPI:优化光谱指数1,NDPI= (Rλ3/Rλ2-1) /(Rλ3-Rλ1)/(Rλ3+Rλ1),λ1、λ2、λ3分别代表玉米冠层在454 nm、742 nm、834 nm波段处的光谱反射率值; (2.2)优化光谱指数NDSI与玉米植株生物量的定量关系: Y2=-89.364×NDSI+16.149 Y2:玉米植株生物量,t/ha; NDSI:优化光谱指数2,NDSI= (Rλ4-Rλ5)/(Rλ4+Rλ5),λ4、λ5分别代表玉米冠层在694 nm、538 nm波段处的光谱反射率值; (3)基于优化光谱指数的玉米生长季氮肥推荐算法; 具体包括以下步骤: (3.1)基于氮平衡推荐施氮量的施肥计划即计划追氮量 玉米推荐施肥分为基肥和追肥,生长季氮肥施用总量的1/3作为基肥,用量为1/3×Kkg/ha;追肥为玉米生长季氮肥用量的2/3,阶段性施肥量根据实际生长状况进行调控,进行2次追肥,追肥质量比例为4:6; 氮肥的施用时期在V6- V12生育时期;根据玉米生长需求的实际情况多次进行阶段性施肥,施肥次数控制在2-4次;当追肥2次时,追肥质量比例为4:6;当追肥3次时,追肥质量比为3:3:4;当追肥4次时,追肥质量比为2:2:4:2; (3.2)基于光谱诊断的阶段性氮肥调控 在每个生育时期进行施肥前,利用光谱诊断技术监测作物氮素营养状况,利用临界氮浓度稀释曲线判断当前作物是否缺氮,并计算施肥量; 步骤(3.2)基于光谱诊断的阶段性氮肥调控具体的过程为: a、利用冠层光谱估测植株氮素浓度Y1和玉米植株生物量Y2; b、将Y2带入玉米临界氮浓度稀释曲线,得到临界氮浓度X1: X1=4.442×Y2-0.448 C、阶段性优化施肥量推荐: 当Y1X1时,已过量吸收的氮素为:(Y1-X1)×Y2,本次追氮量为计划追氮量-已过量吸收的氮素。

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