一种根据作物果实生长速度进行结果期施肥的方法

摘要

本发明公开了一种根据作物果实生长速度进行结果期施肥的方法，首先通过建立处于结果期的标准植株样本区作物结果期开始后的生长天数、果实直径、果实直径日变化和施肥量的施肥量标准表格，然后测量待施肥区处于结果期的作物果实直径和果实直径日变化值，与标准植株样本区的施肥量标准表格中的结果期开始后同一生长天数的作物果实直径、果实直径日变化值和施肥量按一定的规则进行计算，得出作物当天的施肥量。本发明可用于现代农业精确灌溉施肥领域，有益于控制作物果实生长速度，提高肥料利用率，减少农业面源污染和作物施肥管理对用户知识水平的依赖性，减轻劳动强度，可应用于指导茄果类温室栽培作物结果期施肥。

说明书

技术领域

本发明属于现代农业精确灌溉施肥领域，特别是涉及一种根据作物果实生长 速度进行结果期施肥的方法。

背景技术

我国设施园艺发展迅速，设施农业总面积居世界第一位，对促进社会经济发 展起到了巨大作用。但由于设施生产出产量大、需肥量多、土壤肥力消耗高，且 不少面积采用无土栽培，因此，设施栽培经常会出现氮、钾等主要营养元素比例 失调或缺素等症状，直接影响作物的产量和品质。一些生产者为了提前上市盲目 追求作物生产快，大水大肥，不仅造成肥料的浪费和环境面源污染，而且也会引 起作物徒长，以致品质的降低，甚至减产。

传统的施肥方法以生产者的经验为主，凭经验诊断作物营养的丰缺，往往要 等到症状明显时才能做出判断，而此时可能已经对作物造成了伤害，且凭经验诊 断具有主观性和个体差异性，容易发生误诊。中国专利申请号201210010383.1 公开了一种通过长期埋放在土壤中的检测装置而对土壤的相对湿度和土壤的肥 力进行监测的检测装置和监测系统；201210440054.0中公开了一种在充分了解 土质条件的情况下根据农作物的需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，提出了氮、 磷、钾及中、微量元素等肥料的适宜用量和比例的测土配方施肥方法。这些方法 的不足之处在于不能根据作物植株的实际生长信息来动态调控作物所需肥量，一 次性施下去，肥料浓度会扩散、渗透，会造成肥料浪费和环境污染，难以做到精 确、高效的施肥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据作物果实生长速度进行结果期施肥的方法， 以对施肥量进行动态调控，达到提高肥料利用率，减少面源污染，增加作物果实 产量和品质的目的。

为了解决以上的技术问题，本发明利用作物结果期根据果实生长速度，来指 导作物施肥具体技术方案如下：

一种根据作物果实生长速度进行结果期施肥的方法，其特征在于包括以下步 骤：

步骤一，建立标准样区

培育一批养分供应充足的作物作为标准植株样本区，在结果期开始时,在标 准植株样本区内随机选取m株作物作为标准植株样本，m∈[20,60]；在每株标准 植株样本上随机选择l颗果实作为样本果实,l∈[3,8]；

步骤二，记录果实生长速度和当日施肥量

记标准植株样本区作物在测量当天为从结果期开始生长的第n天,结果期开 始当天记为n=0；每天在测量时间记录标准植株样本上的样本果实的直径，取 所有样本果实测量当天的果实直径的算术平均值作为该标准植株样本区作物的 果实直径，记为D_n；每天记录标准植株样本区每株作物的平均施肥量，记为F_n；

步骤三，计算标准植株样本区的果实直径日变化值

定义测量当天的果实直径与测量前一天的果实直径的差值为果实直径日变 化值，记标准植株样本区的果实直径日变化值为△D_n，n≥1，则

△D_n=D_n-D_n-1（1）

式中，D_n为标准植株样本区的作物果实直径，D_n-1为标准植株样本区测量 前一天的作物果实直径；

步骤四，建立标准植株样本区的施肥量标准表格

以生长天数n为第1列、标准植株样本区的作物果实直径D_n为第2列、果实 直径日变化值△D_n为第3列、施肥量F_n为第4列，同一生长天数的n、D_n、△D_n和 F_n在同一行，以n向下递增的方式，建立标准植株样本区的施肥量标准表格；

步骤五，计算待施肥区每株作物的平均施肥量

在待施肥区随机选取i株作物作为待施肥区植株样本，i∈[3,30]；记待施肥 区作物结果期开始后的生长天数为n，结果期开始当天n=0；在每株待施肥区植 株样本上随机选择j颗果实作为待施肥区样本果实,j∈[3,8]；每天在测量时间记 录待施肥区植株样本上的待施肥区样本果实的直径，取所有待施肥区样本果实测 量当天的果实直径的算术平均值作为该待施肥区作物的果实直径，记为记 待施肥区植株样本的果实直径日变化值为n≥1，的计算方法同式（1）； 记待施肥区结果期开始后第n天每株作物的平均施肥量为按以下公式确定

式中，为待施肥区结果期开始后第n天每株作物的平均施肥量；

F₀为步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为0天所对应的施肥量，即 结果期开始当天的施肥量；

为待施肥区结果期开始后第n天的作物果实直径；

D_n为查询步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的作物果 实直径；

为待施肥区结果期开始后第n天的作物果实直径日变化值；

△D_n为步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的作物果实 直径日变化值；

F_n为步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的施肥量；

如果$F_n^{\prime }<\frac{F_n}{2},$则取$F_n^{\prime }=\frac{F_n}{2};$如果$F_n^{\prime }>(2\times F_n)$，则取$F_n^{\prime }=(2\times F_n);$

步骤六，待施肥区施肥

根据步骤五计算得到的乘以待施肥区作物种植株数，得到待施肥区的总 施肥量，在施肥时间开始后，一次施加到待施肥区。

所述步骤一和步骤五中的测量时间指的是作物栽培地的日出时间之前的

0.5h内。

所述步骤五中，如果待施肥区的生长天数超过了步骤四所建立的施肥量标准表格 中的生长天数，则式（2）中作物果实直径D_n、果实直径日变化值△D_n和施肥量F_n取值为步骤四所建立的施肥量标准表格中最后一行的作物果实直径D_n、果实直 径日变化值△D_n和施肥量F_n所对应的值。

所述步骤六中的施肥时间指的是作物栽培地的日出时间之后的0.5h到2h。

本发明具有有益效果。本发明根据作物果实直径和果实直径日变化来指导作 物结果期施肥，能有效地控制作物的果实生长速度，促进果实中营养物质积累， 为提高果实的产量和品质打下基础；根据作物的实际需求，对施肥量进行动态供 应，提高肥料利用率，减少农业面源污染；自动根据作物的生长情况进行施肥量 判断，可以减少作物施肥管理对用户知识水平的依赖性，减轻劳动强度。

具体实施方式

结合具体实施例对本发明的作物施肥方法作进一步说明。

实施例

下面以镇江地区北纬32.202，东经119.434种植的番茄结果期开始后12天 的施肥方法为例，对实施过程进行说明。

步骤一，建立标准样区

采用日本山崎番茄配方培育一批养分供应充足的番茄作为标准植株样本区， 在2012年5月1日结果期开始时,在标准植株样本区内随机选取20株番茄作为标准 植株样本；在每株标准植株样本上随机选择3颗果实作为样本果实；

步骤二，记录果实生长速度和当日施肥量

记标准植株样本区番茄结果期开始后的生长天数为n，结果期开始当天 n=0；每天在番茄栽培地的日出时间之前的0.5h，如2012年5月1日镇江的日出 时间为05：15，则日出时间之前的0.5h为04：45，记录标准植株样本上的样本果 实的直径，取所有样本果实当天果实直径的算术平均值作为该标准植株样本区番 茄的果实直径，记为D_n；每天记录标准植株样本区每株番茄的平均施肥量，记 为F_n；

步骤三，计算标准植株样本区的果实直径日变化值

定义结果期开始后第n天果实直径与结果期开始后第n-1天果实直径的差 值为果实直径日变化值，记标准植株样本区的果实直径日变化值为△D_n，n≥1， 则

D_n=D_n-D_n1（1）

式中，D_n为标准植株样本区的番茄果实直径，D_n-1为标准植株样本区前一 天的番茄果实直径；

比如结果期开始后第9天，D₉=5.3mm，D₈=4.2mm，

△D₉=D₉-D₈=1.1mm/d；

步骤四，建立标准植株样本区的施肥量标准表格

以结果期开始后生长天数n为第1列、标准植株样本区的番茄果实直径D_n为 第2列、果实直径日变化值△D_n为第3列、施肥量F_n为第4列，同一生长天数的 n、D_n、△D_n和F_n在同一行，以n向下递增的方式，建立标准植株样本区的施肥量 标准表格，如表1所示；

表1番茄施肥量标准表

步骤五，计算待施肥区每株番茄的平均施肥量

待施肥区作物为在镇江北纬32.202，东经119.434结果期开始于2013年5 月1日的同一品种的番茄。在待施肥区随机选取3株番茄作为待施肥区植株样本； 记待施肥区番茄结果期开始后的生长天数为n，结果期开始当天n=0；在每株待 施肥区植株样本上随机选择3颗果实作为待施肥区样本果实；每天在番茄栽培地 的日出时间之前的0.5h，如2013年5月1日镇江日出时间之前的0.5h为04： 45，记录待施肥区植株样本上的待施肥区样本果实的直径，取所有待施肥区样本 果实当天果实直径的算术平均值作为该待施肥区番茄的果实直径，记为记 待施肥区植株样本的果实直径日变化值为n≥1，的计算方法同式（1）； 记待施肥区结果期开始后第n天每株番茄的平均施肥量为按以下公式确定：

式中，为待施肥区结果期开始后第n天每株番茄的平均施肥量；

F₀为步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为0天所对应的施肥量，即 结果期开始当天的施肥量；

为待施肥区结果期开始后第n天的番茄果实直径；

D_n为步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的番茄果实直 径；

为待施肥区结果期开始后第n天的番茄果实直径日变化值；

△D_n为步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的番茄果实 直径日变化值；

F_n为步骤四所建立的施肥量标准表格中生长天数为n天所对应的施肥量；

如果$F_n^{\prime }<\frac{R_n}{2},$则取$F_n^{\prime }=\frac{F_n}{2};$如果$F_n^{\prime }>(2\times F_n),$则取$F_n^{\prime }=(2\times F_n);$

以待施肥区结果期开始后第9天即2013年5月10日的施肥量的计算为例：

结果期开始后第8天即2013年5月9日镇江日出时间之前的0.5h即04：38，记 录9株待施肥区植株样本的果实直径，分别为4.1mm、4.4mm、4.2mm、4.5mm、 4.3mm、3.9mm、4.2mm、4.3mm和4.0mm，算术平均值为4.21mm，则

4.21mm；

结果期开始后第9天即2013年5月10日，镇江日出时间之前的0.5h即04：37， 记录9株待施肥区植株样本的果实直径，分别为5.2mm、5.6mm、5.3mm、 5.7mm、5.4mm、5.1mm、5.32mm、5.5mm和5.1mm，算术平均值为5.36mm， 则5.36mm；

△D₉=D₉-D₈=1.14mm/d；

查表1，得D₉5.3mm，△D₉1.1mm/d，F₉=127.5mL/d株；

根据式（2），

步骤六，待施肥区施肥

根据步骤五计算得到的乘以待施肥区番茄种植株数10000株，得到待施 肥区的总施肥量为292800mL，在2013年5月10日镇江日出时间之后的0.5h 即05：37，一次施加到待施肥区，完成当天的施肥任务。