CN113475336A - 一种支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法 - Google Patents

Abstract

一种支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，包括以下步骤:数据采集，对环境指标进行采集；采样前准备，采样时间一致，并在采集前进行消毒工作；样本采集，分为土壤样本采集、灌溉水样本采集、叶柄采集、作物地上指标采集、作物地下指标采集及病虫害采集；离开采集点后进行消毒工作；整理采集数据，采集指标全面，样本分布科学合理，在此相同规范下采集的数据具备了横向(区域与区域之间)和纵向(历史各年份之间)的可比性，具有长期价值，解决大田马铃薯种植水平低、农事措施缺乏科学依据的问题。

Description

一种支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法

技术领域

本发明涉及大田马铃薯栽培种植领域，提供一整套支持大田马铃薯种植决策的数据的采集方法。

背景技术

在中国，马铃薯是继玉米、水稻和小麦之后的第四大粮食作物。自1995年以来，我国马铃薯种植面积和总产量均居世界第1位。常年种植面积超过7500万亩，产量超过8500万吨,占世界马铃薯种植面积和产量的比重分别为29.7％和24.2％。但平均亩产和马铃薯商品品质均比较落后，平均亩产不足发达国家的1/3，化肥农药的使用量很高但有效利用率不足30％，发达国家的有效利用率超过65％。

排除自然资源禀赋的影响，农事措施不当是中国马铃薯种植水平较低的主要原因。当前农事指导的依据主要是人工经验，何时灌溉及灌溉量、追肥时间及追肥量、预防性用药时间等等，均依赖于种植者的个人经验、农资经销商或区域性的栽培植保专家。人工经验的稳定性、适应性、继承性和传播性均较差。要提高中国的马铃薯种植水平，需要逐步过渡到数字化的科学农服，而影响种植决策的数据采集和积累是必不可少的第一步，是科学种植、可持续农业的基础性支撑。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种科学的、标准的支持大田马铃薯种植决策的数据的采集方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，包括以下步骤:

步骤1、数据采集，对环境指标进行采集；

步骤2、采样前准备，采样时间一致，并在采集前进行消毒工作；

步骤3、样本采集，分为土壤样本采集、灌溉水样本采集、叶柄采集、作物地上指标采集、作物地下指标采集及病虫害采集；

步骤4、离开采集点后进行消毒工作；

步骤5、整理采集数据。

本发明改进有，所述数据采集分为通过物联网设备检测、实验室检测及人工田间采集。

本发明改进有，所述物联网设备检测之前需要对物联网设备进行部署，包括：

气象站部署，气象站安装在四周空旷、没有遮挡物、易于看管、气象条件接近的同一小气候区域，覆盖半径不超过5公里，若气象条件差异明显，在小气候不同的区域内各部署一台气象站；气象站安装时，确保太阳能电板超南；

土壤仪部署，土壤仪在每个性状、地势、灌溉方式相近的区域部署一台，喷灌圈选择倒数第二跨和倒数第三跨之间进行部署，在地势低洼、坡顶坡脚等特殊位置，额外增加部署，在播种前，埋至土壤仪机身10cm刻度线处，播种时取出，播种后再埋至继续埋至机身20cm刻度线处，探针的上沿基本与母薯的底部位置一致。

本发明改进有，所述土壤采集包括：

取样消毒，进每块地时，拿取土器在非采样区域***30cm若干次；

取样时间、播种前一个月进行土壤取样，避开雨季，防止速效氮的洗淋，秋季在上冻之前进行土壤取样，出苗后，苗高20cm时，进行土壤取样；

取样方法、采用对角线取样法，梅花形取样法，蛇形取样法，棋盘取样法，多点取样后，每个点的土取出后均匀混成一个混合样品，剔除石头和杂质。把土样放在塑料布上捏碎，混匀，平摊，用四分法取对角线两份，弃去其余部分，如果仍然超重很多，继续使用四分法，直至所留混合土样在样品在0.5kg；

取样深度，30cm深，用取土器取0～30cm的圆柱，每次取相同点位；

土样处理，取土后即刻装入样本瓶，并在瓶外粘贴样本采集送检条形码，将采样后贴好条形码的样本瓶放在土壤仪上，清晰拍摄样本瓶条码及土壤仪条码，确定该样本是属于该地块。若是播种前进行土壤样本采集，则应该记录该地块前茬作物，前茬除草剂使用情况等，并将情况写在备注中；

检测次数，播种前进行一次土样采集送检，发芽期开始至块茎膨大期进行4次土样采集送检，每两周采集一次。

本发明改进有，所述灌溉水样本采集包括：

取样方法，分为蓄水池取样及水井取样，蓄水池取样采用样本瓶于水源之下10-30cm，让水缓缓流入，水井取样排除出水管中的积水，并冲洗1-2次或放水3-5分钟，然后进行水样采集；

取样量，300ml-500ml；

取样处理，采集规定量的灌溉水样本，将样本灌入样本瓶中，贴好样本采集条形码；

检测次数，水样采集于播种前进行，也可根据农户水井的供水情况随时进行检测，整个生育期至少检测1次。

本发明改进有，叶柄采集包括：

取样时间，在苗高20cm时开始进行叶柄采集，每7天一次，在追肥及打药打叶面肥之前进行取样，或进行该项农艺措施3至7天后进行采样，对同一地块，采样时间选择同一时间；

取样地点，喷灌圈为倒数第二跨与倒数第三跨之间，在取样时不与喷灌圈的行走半径平行，滴灌区使用NDVI影像，了解该选中区域的生长情况是否能够代表全田80％的生长情况，如果不能，则继续按照喷灌圈的取样方式选择其他小区域的取样位置；

取样部位，当第四片完全展开后，去除叶片，留下叶柄，每次采集30至40个叶柄；

取样处理，在固定路线附近，随机选取5个点位，每个点位选6个植株；每个植株采集完全展开的第四片叶，取样前先对选定的区域的植株进行拍照，拍照后对选取的植株进行样本采集，将剪下并拔掉叶片的叶柄放入样本瓶，改好防盗盖，贴好送检条形码；

采集次数，出苗后，苗高20cm，第四片叶完全展开后进行样本采集，每隔7天进行一次样本采集，送至实验室检测大量元素、中量元素、微量元素，整个生育期至少检测6次，至多检测11次，当地上部分60％回秧，则停止叶柄采样送检。

本发明改进有，作物地上指标包括：

取样时间，在苗高20cm时开始进行地上部分植株体征数据采集，每7至10天一次，与叶柄采集共同进行，并与叶柄采集选择同一植株；

取样地点，喷灌圈为倒数第二跨与倒数第三跨之间，在取样时不与喷灌圈的行走半径平行，滴灌区使用NDVI影像，了解该选中区域的生长情况是否能够代表全田80％的生长情况，如果不能，则继续按照喷灌圈的取样方式选择其他小区域的取样位置；

取样处理，对于株高，若该地有50％的出苗率，则采集株高不采集芽长，若达不到50％，则采集芽长情况，采集最长的芽，在3m*3m的范围内斜角挖三棵，采集植株情况，并对每一棵植株清晰拍照大于等于2张，其中1张拉出卷尺放在旁边做参照，植株低时，卷尺从垄上至植株顶叶不含花的位置，进行测量；植株高时，卷尺从垄上至植株顶叶不含花的位置，进行测量，若植株倒伏，将植株拉起后进行测量拍照，数值同上，采集时间为出苗后至封垄后；

对于叶片数，对刚测量过植株高度的植株，对复叶的叶片数计数，采集时间为出苗后至发棵期末期

对于三米内主茎数，选择一垄进行测量，将卷尺拉开3m，计数该位置3m内主茎的数量，随后选择相隔一垄的位置再次进行测量，共测量3组，采集时间为成熟期，仅采集一次；

对于冠层覆盖度，在3m*3m内，取3个点，每个点量出1m，用红色的标签卡分别绑在植株上，站在垄上，手机竖着，水平向下拍1m*1m内的照片3张；

对于主茎粗细，在马铃薯的植株中部，用游标卡尺测量其粗细，游标卡尺单位选择mm，并进行拍照，采集时间为出苗后至封垄后。

本发明改进有，作物地下指标包括：

取样时间、在苗高20cm时开始数据采集，每7至10天一次，与叶柄采集共同进行，并与叶柄采集地上部分采集选择同一植株，对同一地块，采样时间为同一时间；

取样处理，芽长、匍匐茎长、匍匐茎数量，挖出三株马铃薯，匍匐茎的长度从匍匐茎生长点开始到顶端，若已形成薯块，则到薯块表面，采集时间为出苗后至结薯初期。

薯皮颜色、芽眼数、薯肉颜色、维管束颜色、表皮老化度、有无淀粉芽，每次数据采集时，选择一颗长势正常的植株，将一整个植株平放于地面，将薯块摘下测量；

根冠鲜重比，对所有单株结薯情况采集完后，对块茎和非块茎部分分别称重，植株不得丢失叶片。

单株结薯情况，在3m*3m的范围内，选择三株植株，将三株植株完整的挖出，不要铲坏和遗漏薯块，将完整的植株和该植株上结的所有薯块放入塑料袋中，带到地头，将三株植株及薯块分别放在地头平坦的地面上。对每一个完整植株及薯块分布情况拍照一张，再将植株上所有的薯块摘下，在植株旁边按照薯块的大小及重量分层，最大的摆在最上面一层，最小的摆在下面，并将整个植株放在薯块旁边，拍照一张；然后将电子秤在刚性平面上放平，单位调至g，放上托盘，并对电子秤置零，对每株每层的薯块进行计数和称重；

维管束颜色，对测量单株结薯情况的薯块，进行竖切，并进行拍照；

三米测产，每100亩，选有代表性的一垄，不要选地边、坡顶、坡底、低洼等特殊地方的垄，向里走20米左右，在垄上任意选取一个位置，做好标记，沿着标记点用米尺量3米的距离，在3米终点垄背上再进行标记；挖出两个标记点之间即三米内的马铃薯块茎，对主茎计数，把马铃薯块茎按重量等级分成3堆，2两以下、2～3两、3两以上各一堆，分别数每堆薯块的数量并称重；

芽眼数，从3米测产的薯块中，每一堆选出一个，共3个擦干净后数芽眼数；

糖末端，从3米测产的薯块中随机选择3个，切开距离脐部约1.5cm处，观察有无糖末端；

干物质含量、淀粉含量、还原糖含量，从3米测产的薯块中随机选择5kg，送至实验室进行检测，其中只有加工用马铃薯检测还原糖含量。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了用于支持大田马铃薯种植决策的数据的采集方法，具备以下有益效果：

根据国内外马铃薯相关研究和先进种植主体的种植实践，总结发明的一种集采样指标、采集工具、部署标准、采样标准、采样前后处理的全面数据采样方法。应用这一方法采集指标全面，样本分布科学合理，在此相同规范下采集的数据具备了横向(区域与区域之间)和纵向(历史各年份之间)的可比性，具有长期价值，解决大田马铃薯种植水平低、农事措施缺乏科学依据的问题。

附图说明

图1是本发明的土壤取样法示意图；

图2是本发明的土壤样本混合留样法示意图；

图3是本发明的喷灌圈叶柄采集点位示意图；

图4是本发明的实施例1日均土壤湿度示意图；

图5是本发明的实施例1叶柄氮元素含量图；

图6是本发明的实施例1单柱结薯重量图；

图7是本发明的实施例2的日均土壤湿度示意图；

图8是本发明的实施例2的株高图；

图9是本发明的实施例2的昼夜气温差图；

图10是本发明的实施例2的叶柄营养元素图

图11是本发明的实施例3的日均土壤湿度示意图；

图12是本发明的实施例3的芽长图；

图13是本发明的实施例3的出苗数图；

图14是本发明的实施例3的的株高图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种支持大田马铃薯种植决策的数据的采集方法，包括以下步骤:

步骤1、数据采集，对环境指标进行采集；

步骤2、采样前准备，采样时间一致，并在采集前进行消毒工作；

步骤3、样本采集，分为土壤样本采集、灌溉水样本采集、叶柄采集、作物地上指标采集、作物地下指标采集及病虫害采集；

步骤4、离开采集后进行消毒工作；

步骤5、整理采集数据。

具体的，第一步，需要整理好需要采集的数据指标，主要如下：

一.需要采集的数据指标

1.1物联网设备监测的环境指标

物联网设备监测的环境指标见表1，气象指标的监测频率不低于2次/小时，土壤指标的监测频率不低于12次/小时。

表1物联网设备监测的环境指标

1.2实验室检测的指标

需要实验室进行理化与病毒检测的指标见表2。

表2实验室检测的指标

1.3人工田间采集的指标

需要专业采集人员在田间人工采集的数据指标见表3。

表3人工田间采集的指标

二.物联网设备部署

2.1气象站部署

气象站应选择安装在四周空旷、没有遮挡物、易于看管、气象条件接近的同一小气候区域，建议覆盖半径不超过5公里。若气象条件差异明显，例如山顶山脚、南坡北坡、河岸两侧等温湿度、降雨量相差较大的区域，则应在小气候不同的区域内各部署一台气象站。

气象站安装时，应确保太阳能电板超南，并根据纬度调整东西倾角。气象站立柱可直接埋入地下50cm，或通过水泥基座稳固。需综合考虑当地的最大风势、雨势，选择合适的稳定方式

2.2土壤仪部署

土壤仪在每个性状、地势、灌溉方式相近的区域部署一台。喷灌圈选择倒数第二跨和倒数第三跨之间进行部署，在地势低洼、坡顶坡脚等特殊位置，额外增加部署。在播种前，埋至土壤仪机身10cm刻度线处，播种时取出，播种后再埋至机身20cm刻度线处，探针的上沿基本与母薯的底部位置一致。

三.采样规范

3.1采样前准备

3.1.1采样时间要求

同一块地的采样时间尽可能始终相同，例如A地块的每次采样时间都为上午9点，B地块的采样时间都为下午3点。

3.1.2进地前消毒工作

进地前穿戴一次性手套及鞋套，并用恰当稀释的消毒剂对手套，鞋套及采样用具进行喷雾消毒

3.1.3离开采样点消毒工作

再次全身喷洒恰当稀释的消毒剂进行消毒。

3.2土壤样本采样规范

3.2.1取样器具

工具类：取土钻、卷尺、样本瓶

文具类：样本采集送检条形码

3.2.2取样消毒

进每块地时，拿取土器在非采样区域***30cm几次。如果有清洗条件应进行清洗，避免交叉污染。

3.2.3取样时间

播种前一个月进行土壤取样，避开雨季，防止速效氮的洗淋。秋季在上冻之前进行土壤取样，出苗后，苗高20cm时，进行土壤取样。

3.2.4取样方法，参照图1及图2；

取样点选取应遵循“随机”,“等量”及“多点混合”原则，避免一切主观因素，使组成总体的个体土壤有同样的机会被选入样品，同级别样品应当有相似等量的土壤个体组成，保证相同的代表性。

避免在田边，路边等特殊地形处及堆积过肥料的地方取土；避免在坡地，洼地等具有从属景观特征的地方设立采样点，采样点一经选定，应做好标记，以便供整个生育期采样监察。

确定采样方法，常见的方法有对角线取样法，梅花形取样法，蛇形取样法，棋盘取样法等。对角线取样法取点5个左右，适用于面积小地势平坦方形地块，梅花取样法取点5个左右，蛇形取样法取点10至15个，适用于面积大长形或地势复杂地块，棋盘式取样法取点15至20个。

多点取样后，每个点的土取出后均匀混成一个混合样品，剔除石头和杂质。把土样放在塑料布上捏碎，混匀，平摊，用四分法取对角线两份，弃去其余部分，如果仍然超重很多，继续使用四分法，直至所留混合土样在样品0.5kg左右。

3.2.5取样深度

30cm深，用取土器取0～30cm的圆柱，每次取相同点位以便持续比较。

3.2.6取土后的土样处理

取土后即刻装入样本瓶，并在瓶外粘贴样本采集送检条形码，将采样后贴好条形码的样本瓶放在土壤仪上，清晰拍摄样本瓶条码及土壤仪条码，确定该样本是属于该地块。若是播种前进行土壤样本采集，则应该记录该地块前茬作物，前茬除草剂使用情况等，并将情况写在备注中。

3.2.7各生育期检测次数

播种前进行一次土样采集送检，发芽期开始至块茎膨大期进行4次土样采集送检，每两周采集一次，共检测5次。

3.3灌溉水样本采集规范

3.3.1取样器具

工具类：水样样本瓶

文具类：样本采集送检条形码

3.3.2取样方法

蓄水池：瓶口于水源之下10-30cm，让水缓缓流入，避免杂质进入

水井：排除出水管中的积水，并冲洗1-2次或放水3-5分钟，然后进行水样采集。

3.3.3取样量

300ml-500ml

3.3.4取样流程

根据取样方法采集规定量的灌溉水样本，将样本灌入样本瓶中，贴好样本采集条形码，确定样本真实性。

3.3.5各生育期检测次数

水样采集原则上于播种前进行，也可根据农户水井的供水情况随时进行检测，整个生育期至少检测1次

3.4叶柄采集规范

3.4.1取样器具

工具类：剪枝剪刀、样品瓶

文具类：样本采集送检条形码

3.4.2取样时间

在苗高20cm时开始进行叶柄采集，一般每7天一次，在追肥及打药打叶面肥之前进行取样，或进行该项农艺措施3至7天后进行采样。对同一地块，采样时间尽量选择同一时间，例如A地块上次采样时间为某日的上午十点，则该地块在后面的采样过程中，依旧选择上午十点为采样时间。

3.4.3取样地点，参照图3

喷灌圈：倒数第二跨与倒数第三跨之间，能够代表全田一半以上生长情况的植株生长区域，在取样时不要与喷灌圈的行走半径平行，应有一定的角度。

滴灌：同时使用NDVI影像，了解该选中区域的生长情况是否能够代表全田80％的生长情况，如果不能，则继续按照上述方式选择其他小区域的取样位置，选好取样区域，用红色标签卡在当前区域做好标记。

3.4.4取样部位

当第四片完全展开后，去除叶片，留下叶柄，如图5所示，注意采集复叶的叶柄。每次采集30至40个叶柄。

3.4.5取样流程

在固定路线附近，随机选取5个点位，每个点位选6个植株；每个植株采集完全展开的第四片叶。

取样前先对选定的区域的植株进行拍照，拍照后对选取的植株进行样本采集，将剪下并拔掉叶片的叶柄放入样本瓶，改好防盗盖，贴好送检条形码，最后将摘下的叶片带出田块。注意：对采集过植株的做好标记，避免下次重复采集该株。

3.4.6各生育采集次数

出苗后，苗高20cm，第四片叶完全展开后进行样本采集，每隔7天进行一次样本采集，送至实验室检测大量元素、中量元素、微量元素，整个生育期至少检测6次，至多检测11次，当地上部分60％回秧，则停止叶柄采样送检。

3.5作物地上部分指标

3.5.1取样器具

工具类：卷尺、游标卡尺

3.5.2取样时间

在苗高20cm时开始进行地上部分植株体征数据采集，每7至10天一次，原则上与叶柄采集共同进行，并与叶柄采集选择同一植株。

3.5.3取样地点

喷灌圈：倒数第二垮至倒数第三跨之间能够代表全田一半以上生长情况的植株生长区域.

滴灌：同时使用NDVI影像，了解该选中区域的生长情况是否能够代表全田80％的生长情况，如果不能，则继续按照上述方式选择其他小区域的取样位置，选好取样区域，用红色标签卡在当前区域做好标记。

3.5.4采集流程

株高，若该地有50％的出苗率，则采集株高不采集芽长，若达不到50％，则采集芽长情况，采集最长的芽，在3m*3m的范围内斜角挖三棵，采集植株情况，并对每一棵植株清晰拍照大于等于2张，其中1张拉出卷尺放在旁边做参照。植株低时，卷尺从垄上至植株顶叶(不含花)的位置，进行测量；植株高时，卷尺从垄上至植株顶叶(不含花)的位置，进行测量，若植株倒伏，将植株拉起后进行测量拍照，数值同上。采集时间为出苗后至封垄后。

叶片数，对刚测量过植株高度的植株，对复叶的叶片数计数。采集时间为出苗后至发棵期末期。

三米内主茎数，选择一垄进行测量，将卷尺拉开3m，计数该位置3m内主茎的数量，随后选择相隔一垄的位置再次进行测量，共测量3组。采集时间为成熟期，仅采集一次。

冠层覆盖度，在3m*3m内，取3个点，每个点量出1m，用红色的标签卡分别绑在植株上，站在垄上，手机竖着，水平向下拍1m*1m内的照片3张。

主茎粗细，在马铃薯的植株中部，用游标卡尺测量其粗细，游标卡尺单位选择mm，并进行拍照。采集时间为出苗后至封垄后。

出苗数、出苗时间，记录全田出苗至出苗率50％的时间。

3.6作物地下部分指标

3.6.1取样器具

工具类：卷尺、游标卡尺，铁铲、电子称

3.6.2取样时间

在苗高20cm时开始数据采集，每7至10天一次，原则上与叶柄采集共同进行，并与叶柄采集地上部分采集选择同一植株，对同一地块，采样时间尽量选择同一时间，例如A地块上次采样时间为某日的上午十点，则该地块在后面的采样过程中，依旧选择上午十点为采样时间。

3.6.3采集流程

芽长、匍匐茎长、匍匐茎数量，挖出三株马铃薯，注意不要破坏根部和芽。匍匐茎的长度从匍匐茎生长点开始到顶端，若已形成薯块，则到薯块表面。采集时间为出苗后至结薯初期。

薯皮颜色、芽眼数、薯肉颜色、维管束颜色、表皮老化度、有无淀粉芽，每次数据采集时，选择一颗长势正常的植株，将一整个植株平放于地面，将薯块摘下测量。

根冠鲜重比，对所有单株结薯情况采集完后，对块茎和非块茎部分分别称重，植株不得丢失叶片。

单株结薯情况，在3m*3m的范围内，选择三株植株，将三株植株完整的挖出，不要铲坏和遗漏薯块，将完整的植株和该植株上结的所有薯块放入塑料袋中，带到地头，将三株植株及薯块分别放在地头平坦的地面上。对每一个完整植株及薯块分布情况拍照一张(照片中涵盖整体植株及薯块分布全貌)。再将植株上所有的薯块摘下，在植株旁边按照薯块的大小及重量分层，最大的摆在最上面一层，最小的摆在下面，并将整个植株放在薯块旁边，拍照一张(照片中涵盖整体植株，及薯块分层全貌)。然后将电子秤在刚性平面上放平，单位调至g，放上托盘，并对电子秤置零，对每株每层的薯块进行计数和称重。

维管束颜色，对测量单株结薯情况的薯块，进行竖切(沿着马铃薯块茎长径)，并进行拍照。

三米测产，每100亩，选有代表性的一垄，不要选地边、坡顶、坡底、低洼等特殊地方的垄，向里走20米左右，在垄上任意选取一个位置，做好标记，沿着标记点用米尺量3米的距离，在3米终点垄背上再进行标记。挖出两个标记点之间即三米内的马铃薯块茎，对主茎计数，把马铃薯块茎按重量等级分成3堆，2两以下、2～3两、3两以上各一堆，分别数每堆薯块的数量并称重。

芽眼数，从3米测产的薯块中，每一堆选出一个，共3个擦干净后数芽眼数，对数过的用马克笔圈好并标数做标记。薯块连接匍匐茎的位置称之为脐部，不算做芽眼，顶部一簇，算为一个芽眼。

糖末端，从3米测产的薯块中随机选择3个，切开距离脐部约1.5cm处，观察有无糖末端。

干物质含量、淀粉含量、还原糖含量，从3米测产的薯块中随机选择5kg，送至实验室进行检测。其中只有加工用马铃薯检测还原糖含量。

下文进一步的列举三个实施例进行说明。

实施例1乌兰察布市四子王旗V7地块的数据采集，参照附图4-6；

V7是近年马铃薯主流种植品种之一，该地块位于乌兰察布市四子王旗，2020年5月1日播种，当年9月4日测产，生长期126天，亩产3.7吨。

在种植季期间，气象七要素、土壤温湿度等持续实时监测，为灌溉提供了定量依据，因而在块茎膨大期的土壤湿度保持得非常平稳，有助于块茎膨大和薯形均匀。叶柄约7天左右采集一次，由实验室检测矿质元素，硝态氮含量在8月初降低过快，田间观测有早衰趋势，即补充氮肥，确保茎叶机能为块茎提供足够生物质。人工在田间7天左右采集一次单株结薯数量和重量，揭示了地下块茎的发育趋势，据此在8月中旬充分灌溉和施肥避免造成空心。

实施例2呼和浩特市武川县荷兰15地块的数据采集，参照附图7-10。

荷兰15是传统高产种植品种，该地块位于呼和浩特市武川县，2020年5月6日播种，当年9月11日测产，生长期128天，亩产5.6吨。

在种植季期间，气象七要素、土壤温湿度等持续实时监测，为灌溉提供了定量依据，但沙性土壤保水能力较差，土壤湿度波动明显。植株高度增长趋势指导控旺，在发棵期(7月中下旬)后趋于平缓，避免了徒长。昼夜气温差指示8月上旬温差最大，最有利于块茎膨大，该阶段前及时投入了了水肥，但是投入过量，通过7天一次的叶柄采集检验，可见该阶段氮磷钾含量超过作物所需，在后续种植过程中可酌情减少肥料施用量。在精准数据的科学指导下，该地块获得了5.6吨/亩的高产。

实施例3锡林郭勒盟太仆寺旗布尔班克地块的数据采集，参照附图11-14。

布尔班克是加工薯品种，该地块位于锡林郭勒盟太仆寺旗，2020年5月9日播种，当年8月25日测产，生长期109天，亩产2.4吨。

在种植季期间，土壤温湿度实时监测，在芽期和苗期持续报警灌溉不足，但种植户未补充灌溉，导致芽条生长缓慢，出苗日期晚，该品种5月初播种应当于6月初出苗，但从采集数据看，直至6月下旬才出齐苗。出苗后因缺水植株生长缓慢，7月下旬发棵期结束，株高应生长至60厘米左右，但实际采集的株高数据显示生理发育不足，冠层显示未及时封垄。后续虽然调整了农事措施，但是前期发育不足造成持续影响，未能有效利用无霜期的积温，最终产量较低。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤1、数据采集，对环境指标进行采集；

步骤2、采样前准备，采样时间一致，并在采集前进行消毒工作；

步骤3、样本采集，分为土壤样本采集、灌溉水样本采集、叶柄采集、作物地上指标采集、作物地下指标采集及病虫害采集；

步骤4、离开采集点后进行消毒工作；

步骤5、整理采集数据。

2.根据权利要求1所述的支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，所述数据采集分为通过物联网设备检测、实验室检测及人工田间采集。

3.根据权利要求1所述的支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，所述物联网设备检测之前需要对物联网设备进行部署，包括：

气象站部署，气象站安装在四周空旷、没有遮挡物、易于看管、气象条件接近的同一小气候区域，覆盖半径不超过5公里，若气象条件差异明显，在小气候不同的区域内各部署一台气象站；气象站安装时，确保太阳能电板超南，根据纬度调整东西倾角；

土壤仪部署，土壤仪在每个性状、地势、灌溉方式相近的区域部署一台，喷灌圈选择倒数第二跨和倒数第三跨之间进行部署，在地势低洼、坡顶坡脚等特殊位置，额外增加部署，在播种前，埋至土壤仪机身10cm刻度线处，播种时取出，播种后再埋至机身20cm刻度线处，探针的上沿基本与母薯的底部位置一致。

4.根据权利要求1所述的支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，所述土壤采集包括：

取样消毒，进每块地时，拿取土器在非采样区域***30cm若干次；

取样时间、播种前一个月进行土壤取样，避开雨季，防止速效氮的洗淋，秋季在上冻之前进行土壤取样，出苗后，苗高20cm时，进行土壤取样；

取样方法、采用对角线取样法，梅花形取样法，蛇形取样法，棋盘取样法，多点取样后，每个点的土取出后均匀混成一个混合样品，剔除石头和杂质。把土样放在塑料布上捏碎，混匀，平摊，用四分法取对角线两份，弃去其余部分，如果仍然超重很多，继续使用四分法，直至所留混合土样在样品在0.5kg；

取样深度，30cm深，用取土器取0～30cm的圆柱，每次取相同点位；

土样处理，取土后即刻装入样本瓶，并在瓶外粘贴样本采集送检条形码，将采样后贴好条形码的样本瓶放在土壤仪上，清晰拍摄样本瓶条码及土壤仪条码，确定该样本是属于该地块。若是播种前进行土壤样本采集，则应该记录该地块前茬作物，前茬除草剂使用情况等，并将情况写在备注中；

检测次数，播种前进行一次土样采集送检，发芽期开始至块茎膨大期进行4次土样采集送检，每两周采集一次。

5.根据权利要求1所述的支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，所述灌溉水样本采集包括：

取样方法，分为蓄水池取样及水井取样，蓄水池取样采用样本瓶于水源之下10-30cm，让水缓缓流入，水井取样排除出水管中的积水，并冲洗1-2次或放水3-5分钟，然后进行水样采集；

取样量，300ml-500ml；

取样处理，采集规定量的灌溉水样本，将样本灌入样本瓶中，贴好样本采集条形码；

检测次数，水样采集于播种前进行，也可根据农户水井的供水情况随时进行检测，整个生育期至少检测1次。

6.根据权利要求1所述的支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，叶柄采集包括：

取样时间，在苗高20cm时开始进行叶柄采集，每7天一次，在追肥及打药打叶面肥之前进行取样，或进行该项农艺措施3至7天后进行采样，对同一地块，采样时间选择同一时间；

取样地点，喷灌圈为倒数第二跨与倒数第三跨之间，在取样时不与喷灌圈的行走半径平行，滴灌区使用NDVI影像，了解该选中区域的生长情况是否能够代表全田80％的生长情况，如果不能，则继续按照喷灌圈的取样方式选择其他小区域的取样位置；

取样部位，当第四片复叶完全展开后，去除叶片，留下叶柄，每次采集30至40个叶柄；

取样处理，在固定路线附近，随机选取5个点位，每个点位选6个植株；每个植株采集完全展开的第四片叶，取样前先对选定的区域的植株进行拍照，拍照后对选取的植株进行样本采集，将剪下并拔掉叶片的叶柄放入样本瓶，改好防盗盖，贴好送检条形码；

采集次数，出苗后，苗高20cm，第四片叶完全展开后进行样本采集，每隔7天进行一次样本采集，送至实验室检测大量元素、中量元素、微量元素，整个生育期至少检测6次，至多检测11次，当地上部分60％回秧，则停止叶柄采样送检。

7.根据权利要求6所述的支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，作物地上指标包括：

取样时间，在苗高20cm时开始进行地上部分植株体征数据采集，每7至10天一次，与叶柄采集共同进行，并与叶柄采集选择同一植株；

取样地点，喷灌圈为倒数第二跨与倒数第三跨之间，在取样时不与喷灌圈的行走半径平行，滴灌区使用NDVI影像，了解该选中区域的生长情况是否能够代表全田80％的生长情况，如果不能，则继续按照喷灌圈的取样方式选择其他小区域的取样位置；

取样处理，对于株高，若该地有50％的出苗率，则采集株高不采集芽长，若达不到50％，则采集芽长情况，采集最长的芽，在3m*3m的范围内斜角挖三棵，采集植株情况，并对每一棵植株清晰拍照大于等于2张，其中1张拉出卷尺放在旁边做参照，植株低时，卷尺从垄上至植株顶叶不含花的位置，进行测量；植株高时，卷尺从垄上至植株顶叶不含花的位置，进行测量，若植株倒伏，将植株拉起后进行测量拍照，数值同上，采集时间为出苗后至封垄后；

对于叶片数，对刚测量过植株高度的植株，对复叶的叶片数计数，采集时间为出苗后至发棵期末期

对于三米内主茎数，选择一垄进行测量，将卷尺拉开3m，计数该位置3m内主茎的数量，随后选择相隔一垄的位置再次进行测量，共测量3组，采集时间为成熟期，仅采集一次；

对于冠层覆盖度，在3m*3m内，取3个点，每个点量出1m，用红色的标签卡分别绑在植株上，站在垄上，手机沿垄走向，水平向下拍1m*1m内的照片3张；

对于主茎粗细，在马铃薯的植株中部，用游标卡尺测量其粗细，游标卡尺单位选择mm，并进行拍照，采集时间为出苗后至封垄后。

8.根据权利要求6所述的支持大田马铃薯种植决策的数据采集方法，其特征在于，作物地下指标包括：

取样时间、在苗高20cm时开始数据采集，每7至10天一次，与叶柄采集共同进行，并与叶柄采集地上部分采集选择同一植株，对同一地块，采样时间为同一时间；

取样处理，芽长、匍匐茎长、匍匐茎数量，挖出三株马铃薯，匍匐茎的长度从匍匐茎生长点开始到顶端，若已形成薯块，则到薯块表面，采集时间为出苗后至结薯初期。

薯皮颜色、芽眼数、薯肉颜色、维管束颜色、表皮老化度、有无淀粉芽，每次数据采集时，选择一颗长势正常的植株，将一整个植株平放于地面，将薯块摘下测量；

根冠鲜重比，对所有单株结薯情况采集完后，对块茎和非块茎部分分别称重，植株不得丢失叶片。

单株结薯情况，在3m*3m的范围内，选择三株植株，将三株植株完整的挖出，不要铲坏和遗漏薯块，将完整的植株和该植株上结的所有薯块放入塑料袋中，带到地头，将三株植株及薯块分别放在地头平坦的地面上。对每一个完整植株及薯块分布情况拍照一张，再将植株上所有的薯块摘下，在植株旁边按照薯块的大小及重量分层，最大的摆在最上面一层，最小的摆在下面，并将整个植株放在薯块旁边，拍照一张；然后将电子秤在刚性平面上放平，单位调至g，放上托盘，并对电子秤置零，对每株每层的薯块进行计数和称重；

维管束颜色，对测量单株结薯情况的薯块，进行竖切，并进行拍照；

三米测产，每100亩，选有代表性的一垄，不要选地边、坡顶、坡底、低洼等特殊地方的垄，向里走20米左右，在垄上任意选取一个位置，做好标记，沿着标记点用米尺量3米的距离，在3米终点垄背上再进行标记；挖出两个标记点之间即三米内的马铃薯块茎，对主茎计数，把马铃薯块茎按重量等级分成3堆，2两以下、2～3两、3两以上各一堆，分别数每堆薯块的数量并称重；

芽眼数，从3米测产的薯块中，每一堆选出一个，共3个擦干净后数芽眼数；

糖末端，从3米测产的薯块中随机选择3个，切开距离脐部约1.5cm处，观察有无糖末端；

干物质含量、淀粉含量、还原糖含量，从3米测产的薯块中随机选择5kg，送至实验室进行检测，其中只有加工用马铃薯检测还原糖含量。

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