基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法

本发明涉及玉米施肥，尤其涉及一种基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法。

背景技术：

1、对玉米不科学的施用磷肥会造成肥料利用率的降低和肥料资源的严重浪费，导致土壤质量加速衰退，土壤肥力下降和土壤板结，致使农业生产成本增加，玉米品质下降。同时，不合理和盲目的施用磷肥也会严重污染地下水资源，使土壤保水保肥的能力降低，加剧水土流失。

2、因此，亟需一种基于土壤养分的玉米磷肥施肥量的计算方法，以实现对玉米的合理施肥。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，以解决传统方法施用磷肥不科学合理的问题。

2、一种基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，包括如下步骤：

3、s1.构建土壤养分综合评价指数m，并根据土壤养分综合评价指数m对土壤进行分区；其中，

4、利用层次分析法计算土壤中各养分的权重；其中，各养分包括机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素；

5、基于各养分的权重，通过式（1）构建土壤养分综合评价指数m：

6、

7、式（1）中，分别表示有机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素经标准化及求和取平均值处理后的数值，分别表示有机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素的权重；

8、通过式（2）对土壤进行分区：

9、

10、式（2）中，m高表示高分区的土壤养分综合评价指数，m低表示低分区的土壤养分综合评价指数，m正常表示正常分区的土壤养分综合评价指数；

11、s2.利用sobol敏感性分析方法将土壤各个分区的磷含量与对应的植被指数进行相关敏感度计算，获得土壤各分区的最优植被指数；其中，高分区的最优植被指数为gndvi高，正常分区的最优植被指数为lswi正常，低分区的最优植被指数为sipi低；

12、s3.获取土壤各个分区在整个生长期的温度数据，计算土壤各个分区的累积有效积温值gdd；

13、s4.选择土壤各个分区在整个生长期中测定冠层光谱期间gdd＞0的天数daygdd＞0，同时结合土壤各分区的最优植被指数，构建当季估产指数insey；构建的当季估产指数insey为：

14、

15、s5.统计土壤各个分区的当季产量，结合当季估产指数insey，构建当季产量估算模型yield当季；其中，当季产量估算模型yield当季为：

16、

17、式（4）中，a1、b1分别表示高分区的当季产量与当季估产指数insey的线性拟合值，a2、b2分别表示正常分区的当季产量与当季估产指数insey的线性拟合值，a3、b3分别表示低分区的当季产量与当季估产指数insey的线性拟合值；

18、s6.统计土壤各个分区的实际产量，结合土壤养分综合评价指数m，构建实际产量估算模型yield实际；其中，土壤各个分区的实际产量估算模型yield实际为：

19、

20、式（5）中，a4、b4、c4分别表示高分区的实际产量与土壤养分综合评价指数m高的非线性拟合值，a5、b5、c5分别表示正常分区的实际产量与土壤养分综合评价指数m正常的非线性拟合值，a6、b6、c6分别表示低分区的实际产量与土壤养分综合评价指数m低的非线性拟合值；

21、s7.获取土壤各个分区的玉米籽粒含磷量p%及磷肥农学效率pae，结合实际产量估算模型yield实际与当季产量估算模型yield当季，构建土壤各个分区的磷肥施肥量模型p需求量；其中，构建的土壤各个分区的磷肥施肥量模型为：

22、

23、式（6）中，p需求量表示土壤各个分区的磷肥施肥量。

24、进一步的，高分区的最优植被指数为gndvi高的计算公式为：

25、gndvi高=（nir-green）/（nir+green）（7）；

26、式（7）中，nir表示玉米遥感数据的近红外波段，green表示玉米遥感数据的绿光波段。

27、进一步的，正常分区的最优植被指数为lswi正常的计算公式为：

28、lswi正常=（nir-swir）/（nir+swir）（8）；

29、式（8）中，nir表示玉米遥感数据的近红外波段，swir表示玉米遥感数据的短波红外波段。

30、进一步的，低分区的最优植被指数为sipi低的计算公式为：

31、sipi低=（nir-biue）/（nir-red）（9）；

32、式（9）中，nir表示玉米遥感数据的近红外波段，biue表示玉米遥感数据的蓝光波段，red表示玉米遥感数据的红光波段。

33、进一步的，累积有效积温值gdd的计算公式为：

34、

35、式（10）中，tmax表示1天中的最高温度，tmin表示1天中的最低温度，tb表示玉米发育基点温度。

36、进一步的，采用硫酸-过氧化氢消煮法测定土壤各个分区的玉米籽粒含磷量p%。

37、进一步的，磷肥农学效率pae的计算公式为：

38、pae =（施磷区产量−对照区产量）/ 施磷量（11）。

39、进一步的，有机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素的标准化公式为：

40、x=(xmax-x0)/(xmax-xmin)（12）；

41、式（12）中，x分别表示有机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素标准化后的数值，x0表示原始点位数据，xmin和xmax分别表示数值中的最小值和最大值。

42、进一步的，对标准化后的有机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素的数值进行求和取平均值。

43、与现有技术相比，本发明能够取得如下技术效果：

44、通过构建不同分区的土壤养分综合评价指数，在玉米施磷肥前定性判断玉米生长发育的土壤养分条件，在不同的土壤分区分别选取不同的遥感指标来构建产量当季估产指数，同时考虑玉米磷肥肥料利用率，最后结合不同分区的产量来定量估算玉米的磷肥施肥量，利用该磷肥施肥量计算方法，能够有效减少人力、物力和财力的投入，而且能够更加精确地控制和管理各种土壤质量和环境条件，从而为研究区域的农业生产提供有力的理论支撑，并为更有效的田间管理提供有力的决策依据。

技术特征：

1.一种基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，高分区的最优植被指数为gndvi高的计算公式为：

3.根据权利要求1所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，正常分区的最优植被指数为lswi正常的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，低分区的最优植被指数为sipi低的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，累积有效积温值gdd的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，采用硫酸-过氧化氢消煮法测定土壤各个分区的玉米籽粒含磷量p%。

7.根据权利要求1所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，磷肥农学效率pae的计算公式为：

8.根据权利要求1所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，有机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素的标准化公式为：

9.根据权利要求8所述的基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，其特征在于，对标准化后的有机质含量、碱性氮元素、速效磷元素和速效钾元素的数值进行求和取平均值。

技术总结本发明涉及玉米施肥领域，尤其涉及一种基于土壤分区的玉米磷肥施肥量计算方法，S1.构建土壤养分综合评价指数，并基于该指数对土壤进行分区；S2.计算土壤各分区的最优植被指数；S3.计算土壤各个分区的有效积温值；S4.基于土壤各分区的最优植被指数，构建当季估产指数；S5.统计土壤各个分区的当季产量，结合当季估产指数，构建当季产量估算模型；S6.统计土壤各个分区的实际产量，结合土壤养分综合评价指数，构建实际产量估算模型；S7.获取土壤各个分区的玉米籽粒含磷量及磷肥农学效率，结合实际产量估算模型与当季产量估算模型，构建土壤各个分区的磷肥施肥量模型。本发明能够合理的计算出磷肥施肥量，科学的对玉米施用磷肥。技术研发人员：陈圣波,赵欣伟,于亚凤受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29