CN109892091B - 智能施肥方法及装置、服务器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能施肥方法及装置、服务器。该方法包括预估生育阶段所需消耗的元素量；以及获取作物所种植的土壤肥力，以使根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥。本申请解决了施肥方式智能化程度较低的的技术问题。在本申请中通过相关测量装置测出当前作物所种植的土壤肥力如何并根据当前作物所处的生育期需要的各种元素量进行智能化的施肥决策。

Description

智能施肥方法及装置、服务器

技术领域

本申请涉及智能农业领域，具体而言，涉及一种智能施肥方法及装置、服务器。

背景技术

施肥，是指将肥料施于土壤中或喷洒在植物上，提供植物所需养分，并保持和提高土壤肥力的农业技术措施。

发明人发现，现有的施肥方式需要人工监控植物所处的生育周期，并根据人工经验结合检测到的土壤肥力提供进一步地施肥建议。从而造成了施肥方式智能化程度较低，施肥效果不好的影响。

针对相关技术中施肥方式智能化程度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种智能施肥方法及装置、服务器，以解决施肥方式智能化程度较低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种智能施肥方法。

根据本申请的智能施肥方法包括：预估生育阶段所需消耗的元素量；以及获取作物所种植的土壤肥力，以使根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥。

进一步地，获取作物所种植的土壤肥力包括如下任一一种或多种：根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值；根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量；根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数。

进一步地，所述预估生育阶段所需消耗的元素量包括如下的步骤：根据施肥补营养元素量和所述不同生育阶段消耗营养元素比例，获取在第I个生育阶段消耗营养元素量，其中，I为自然数。

进一步地，所述施肥补营养元素量的获取包括如下的步骤：根据所述百千克目标产量所需营养元素量及目标产量，得到目标产量所需营养元素量；根据土壤供营养元素量和所述目标产量所需营养元素量，得到施肥补营养元素量。

进一步地，所述土壤供营养元素量的获取包括如下的步骤：根据土壤营养元素含量值和所述土壤有效营养元素校正系数，得到所述土壤供营养元素量。

进一步地，所述土壤有效营养元素校正系数的获取包括如下的步骤：根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数；根据所述土壤营养元素修正系数和所述土壤元素丰缺修正系数得到所述土壤有效营养元素校正系数。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种智能施肥装置。

根据本申请的智能施肥装置包括：预估模块，用于预估生育阶段所需消耗的元素量；以及决策模块，用于获取作物所种植的土壤肥力，以使根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥。

进一步地，所述决策模块包括：预处理单元，所述预处理单元，用于根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值；根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量；根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数。

进一步地，所述预估模块包括：第一处理单元，用于根据施肥补营养元素量和所述不同生育阶段消耗营养元素比例，获取在第I个生育阶段消耗营养元素量，其中，I为自然数；第二处理单元，用于根据所述百千克目标产量所需营养元素量及目标产量，得到目标产量所需营养元素量；第三处理单元，用于根据土壤供营养元素量和所述目标产量所需营养元素量，得到施肥补营养元素量；第四处理单元，用于根据土壤营养元素含量值和所述土壤有效营养元素校正系数，得到所述土壤供营养元素量；第五处理单元，用于根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数；第六处理单元，用于根据所述土壤营养元素修正系数和所述土壤元素丰缺修正系数得到所述土壤有效营养元素校正系数。

为了实现上述目的，根据本申请的再一方面，提供了服务器，包括所述的智能施肥装置。

在本申请实施例中，采用预估生育阶段所需消耗的元素量的方式，通过获取作物所种植的土壤肥力，达到了根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥的目的，从而实现了精确地计算所需肥量进行施肥的技术效果，通过相关测量装置测出当前作物所种植的土壤肥力如何并根据当前作物所处的生育期需要的各种元素量进行施肥决策，进而解决了施肥方式智能化程度较低的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的智能施肥方法流程示意图；

图2是根据本申请第一实施例的智能施肥装置结构示意图；

图3是根据本申请第二实施例的智能施肥装置；

图4是根据本申请第三实施例的智能施肥装置；

图5是预估生育阶段所需消耗的元素量示意图；

图6是施肥补营养元素量的获取方法示意图；

图7是土壤供营养元素量的获取方法示意图；

图8是土壤有效营养元素校正系数的获取方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S104：

步骤S102，预估生育阶段所需消耗的元素量；

通过预计的方式可以获取用于施肥的元素量在生育阶段所需要消耗的数值。

对于不同的生育阶段，本领域技术人员可以根据实际需要分析处理的情况进行选择，在本申请中并不进行限定。

所述所需消耗的元素量可以是N、P、K中的任一一种或者多种。

所述作物可以是农作物，在本申请并不进行具体限定，只要能够符合农作物的要求即可。

步骤S104，获取作物所种植的土壤肥力，以使根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥。

获取所述作物所种植的土壤肥力可以根据理论作物需施肥和实际作物施肥补充量计算。通过上述步骤中获取的生育阶段所需消耗的元素量和作物所种植的土壤肥力，可以计算出所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量并进行智能化施肥。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

在本申请实施例中，采用预估生育阶段所需消耗的元素量的方式，通过获取作物所种植的土壤肥力，达到了根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥的目的，从而实现了精确地计算所需肥量进行施肥的技术效果，通过相关测量装置测出当前作物所种植的土壤肥力如何并根据当前作物所处的生育期需要的各种元素量进行施肥决策，进而解决了施肥方式智能化程度较低的技术问题。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，获取作物所种植的土壤肥力包括如下任一一种或多种：根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值；根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量；根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数。

具体地，所述根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值是指，根据地块id、作物品种id在预设的土壤测土配方施肥参数表查询土壤含氮、磷、钾元素值F_{test-k，n，p}。在所述土壤测土配方施肥参数表中存储有土壤养分测定数据值。

具体地，所述根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量是指，查询百千克目标产量(Y_aim)所需氮、磷、钾元素量。根据地块id、作物品种id在预设作物目标产量计算结果表查询百千克目标产量(Y_aim)所需氮、磷、钾元素量f_N，K，P，即

F_aim-N＝(Y_aim/100)×f_N

F_aim-P＝(Y_aim/100)×f_P

F_aim-K＝(Y_aim/100)×f_K

所述预设作物目标产量计算结果表中存储了某一地块种植某一作物品种在当前年份的目标产量计算结果。

具体地，所述根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数是指，查询不同生育阶段消耗氮、磷、钾元素比例K_{(p，n，k)si}土壤氮、磷、钾修正系数。

根据地块id、作物品种id在预设作物需肥参数表查询不同生育阶段消耗氮、磷、钾元素比例K_{(p，n，k)si}、土壤氮、磷、钾修正系数a_{(p，k，n)，0}。所述预设作物需肥参数表中存储作物需肥相关参数。

如图5所示，根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，所述预估生育阶段所需消耗的元素量包括如下的步骤：根据施肥补营养元素量和所述不同生育阶段消耗营养元素比例，获取在第I个生育阶段消耗营养元素量，其中，I为自然数。

具体地，在第I个生育阶段消耗K营养元素量F_AKstage，i＝F_Fert-k×K_ksi，其他N、P可以此类推，在此不再进行详述。

其中，所述F_Fert-k为施肥补K量，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

所述K_ksi为第i个生育阶段消耗K元素量，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

如图6所示，根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，所述施肥补营养元素量的获取包括如下的步骤：根据所述百千克目标产量所需营养元素量及目标产量，得到目标产量所需营养元素量；根据土壤供营养元素量和所述目标产量所需营养元素量，得到施肥补营养元素量。

具体地，以K为例，所述施肥补营养元素K量F_Fert-k＝F_aim-k-F_soil-k，其他N、P可以此类推。

其中，所述F_aim-k是指目标产量需K量，其他N、P可以此类推。所述目标产量所需K量

其他N、P可以此类推。

其中，所述F_soil-k是土壤供K量，其他N、P可以此类推。

如图7所示，根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，所述土壤供营养元素量的获取包括如下的步骤：根据土壤营养元素含量值和所述土壤有效营养元素校正系数，得到所述土壤供营养元素量。

具体地，土壤供K量F_soil-k＝F_test-k×a_k×0.15。

其中，土壤供K量F_soil-k，其他N、P可以此类推。

所述a_k为土壤有效K校正系数。其他N、P可以此类推。

所述F_test-k为土壤K含量值，其他N、P可以此类推。

如图8所示，根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，所述土壤有效营养元素校正系数的获取包括如下的步骤：根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数；根据所述土壤营养元素修正系数和所述土壤元素丰缺修正系数得到所述土壤有效营养元素校正系数。

具体地，所述土壤有效K元素校正系数

a_k＝a_k0×K_ak，其他N、P可以此类推。

其中，所述a_k0为土壤K校正系数，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

其中，所述K_ak为土壤K丰缺修正系数，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

所述根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数是指，

根据土壤氮、磷、钾元素含量值F_{test-k，n，p}，得到的具体修正系数。

具体地，土壤N含量值F_test-N，土壤P含量值F_test-P，土壤K含量值F_test-K。

如果F_test-K≥150mg/kg,k_AK＝0.4

如果150mg/kg＞F_test-K≥120mg/kg,k_AK＝0.7

如果120mg/kg＞F_test-K≥60mg/kg,k_AK＝1.0

如果60mg/kg＞F_test-K≥30mg/kg,k_AK＝1.3

如果30mg/kg＞F_test-K,k_AK＝1.6。

其他N、P可以此类推。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

根据本申请实施例，还提供了一种用于实施上述智能施肥方法的智能施肥装置，如图2所示，该装置包括：预估模块10，用于预估生育阶段所需消耗的元素量；以及决策模块20，用于获取作物所种植的土壤肥力，以使根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥。

本申请实施例的预估模块10中通过预计的方式可以获取用于施肥的元素量在生育阶段所需要消耗的数值。

对于不同的生育阶段，本领域技术人员可以根据实际需要分析处理的情况进行选择，在本申请中并不进行限定。

所述所需消耗的元素量可以是N、P、K中的任一一种或者多种。

所述作物可以是农作物，在本申请并不进行具体限定，只要能够符合农作物的要求即可。

本申请实施例的决策模块20中获取所述作物所种植的土壤肥力可以根据理论作物需施肥和实际作物施肥补充量计算。通过上述步骤中获取的生育阶段所需消耗的元素量和作物所种植的土壤肥力，可以计算出所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量并进行智能化施肥。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，所述决策模块10包括：预处理单元101，所述预处理单元101，用于根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值；根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量；根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数。

具体地，所述根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值是指，根据地块id、作物品种id在预设的土壤测土配方施肥参数表查询土壤含氮、磷、钾元素值F_{test-k，n，p}。在所述土壤测土配方施肥参数表中存储有土壤养分测定数据值。

具体地，所述根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量是指，查询百千克目标产量(Y_aim)所需氮、磷、钾元素量。根据地块id、作物品种id在预设作物目标产量计算结果表查询百千克目标产量(Y_aim)所需氮、磷、钾元素量f_N，K，P，即

F_aim-N＝(Y_aim/100)×f_N

F_aim-P＝(Y_aim/100)×f_P

F_aim-K＝(Y_aim/100)×f_K

所述预设作物目标产量计算结果表中存储了某一地块种植某一作物品种在当前年份的目标产量计算结果。

具体地，所述根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数是指，查询不同生育阶段消耗氮、磷、钾元素比例K_{(p，n，k)si}土壤氮、磷、钾修正系数。

根据地块id、作物品种id在预设作物需肥参数表查询不同生育阶段消耗氮、磷、钾元素比例K_{(p，n，k)si}、土壤氮、磷、钾修正系数a_{(p，k，n)，0}。所述预设作物需肥参数表中存储作物需肥相关参数。

根据本申请实施例，作为本实施例中的优选，如图4所示，所述预估模块10包括：第一处理单元101，用于根据施肥补营养元素量和所述不同生育阶段消耗营养元素比例，获取在第I个生育阶段消耗营养元素量，其中，I为自然数；第二处理单元102，用于根据所述百千克目标产量所需营养元素量及目标产量，得到目标产量所需营养元素量；第三处理单元103，用于根据土壤供营养元素量和所述目标产量所需营养元素量，得到施肥补营养元素量；第四处理单元104，用于根据土壤营养元素含量值和所述土壤有效营养元素校正系数，得到所述土壤供营养元素量；第五处理单元105，用于根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数；第六处理单元106，用于根据所述土壤营养元素修正系数和所述土壤元素丰缺修正系数得到所述土壤有效营养元素校正系数。

本申请实施例中的第一处理单元101中具体地，在第I个生育阶段消耗K营养元素量F_AKstage，i＝F_Fert-k×K_ksi，其他N、P可以此类推，在此不再进行详述。

其中，所述F_Fert-k为施肥补K量，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

所述K_ksi为第i个生育阶段消耗K元素量，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

本申请实施例中的第二处理单元102和第三处理单元103中具体地，以K为例，所述施肥补营养元素K量F_Fert-k＝F_aim-k-F_soil-k，其他N、P可以此类推。

其中，所述F_aim-k是指目标产量需K量，其他N、P可以此类推。所述目标产量所需K量

其他N、P可以此类推。

其中，所述F_soil-k是土壤供K量，其他N、P可以此类推。

本申请实施例中的第五处理单元104中具体地，土壤供K量F_soil-k＝F_test-k×a_k×0.15。

其中，土壤供K量F_soil-k，其他N、P可以此类推。

所述a_k为土壤有效K校正系数。其他N、P可以此类推。

所述F_test-k为土壤K含量值，其他N、P可以此类推。

本申请实施例中的第五处理单元104和第六处理单元106中具体地，所述土壤有效K元素校正系数

a_k＝a_k0×K_ak，其他N、P可以此类推。

其中，所述a_k0为土壤K校正系数，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

其中，所述K_ak为土壤K丰缺修正系数，其他N、P可以此类推。以钾元素为例，氮、磷元素数学模型与钾元素相同。

所述根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数是指，

根据土壤氮、磷、钾元素含量值F_{test-k，n，p}，得到的具体修正系数。

具体地，土壤N含量值F_test-N，土壤P含量值F_test-P，土壤K含量值F_test-K。

如果F_test-K≥150mg/kg,k_AK＝0.4

如果150mg/kg＞F_test-K≥120mg/kg,k_AK＝0.7

如果120mg/kg＞F_test-K≥60mg/kg,k_AK＝1.0

如果60mg/kg＞F_test-K≥30mg/kg,k_AK＝1.3

如果30mg/kg＞F_test-K,k_AK＝1.6。

其他N、P可以此类推。

此外，本申请还提供了一种服务器，包括所述的智能施肥装置。所述智能施肥装置的实现原理和有益效果如上所述，在此不再进行赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能施肥方法，其特征在于，包括：

预估生育阶段所需消耗的元素量；以及

所述预估生育阶段所需消耗的元素量包括如下的步骤：

根据施肥补营养元素量和不同生育阶段消耗营养元素比例，获取在第I个生育阶段消耗营养元素量，其中，I为自然数，

所述施肥补营养元素量的获取包括如下的步骤：

根据百千克目标产量所需营养元素量及目标产量及目标产量，得到目标产量所需营养元素量；根据土壤供营养元素量和所述目标产量所需营养元素量，得到施肥补营养元素量；

所述土壤供营养元素量的获取包括如下的步骤：

根据土壤营养元素含量值和土壤有效营养元素校正系数，得到所述土壤供营养元素量，

所述土壤有效营养元素校正系数的获取包括如下的步骤：

根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数；

根据土壤营养元素修正系数和所述土壤元素丰缺修正系数得到所述土壤有效营养元素校正系数；

获取作物所种植的土壤肥力，以使根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥。

2.根据权利要求1所述的智能施肥方法，其特征在于，获取作物所种植的土壤肥力包括如下任一一种或多种：

根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值；

根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量；

根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数。

3.一种智能施肥装置，其特征在于，包括：

预估模块，用于预估生育阶段所需消耗的元素量；以及

决策模块，用于获取作物所种植的土壤肥力，以使根据所述作物在所述生育阶段所需消耗的元素量进行智能施肥；

所述预估模块包括：

第一处理单元，用于根据施肥补营养元素量和不同生育阶段消耗营养元素比例，获取在第I个生育阶段消耗营养元素量，其中，I为自然数；

第二处理单元，用于根据百千克目标产量所需营养元素量及目标产量，得到目标产量所需营养元素量；

第三处理单元，用于根据土壤供营养元素量和所述目标产量所需营养元素量，得到施肥补营养元素量；

第四处理单元，用于根据土壤营养元素含量值和土壤有效营养元素校正系数，得到所述土壤供营养元素量；

第五处理单元，用于根据当前土壤营养元素含量值得到土壤元素丰缺修正系数；

第六处理单元，用于根据土壤营养元素修正系数和所述土壤元素丰缺修正系数得到所述土壤有效营养元素校正系数。

4.根据权利要求3所述的智能施肥装置，其特征在于，所述决策模块包括：预处理单元，所述预处理单元，用于根据地块编码和作物品种编码获取土壤营养元素含量值；根据地块编码和作物品种编码获取百千克目标产量所需营养元素量；根据地块编码和作物品种编码获取不同生育阶段消耗营养元素比例以及土壤营养元素校正系数。

5.一种服务器，其特征在于，包括如权利要求3所述的智能施肥装置。

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