基于GIS的村級作物高產(chǎn)高效管理系統(tǒng)的優(yōu)化與應(yīng)用.pdf

1、我國的種植規(guī)模主要是以小農(nóng)戶為主，由于種植和管理技術(shù)不同，農(nóng)戶之間存在著很大的產(chǎn)量和養(yǎng)分效率差異，嚴重制約著大面積高產(chǎn)高效的實現(xiàn)。為了縮小農(nóng)戶之間的產(chǎn)量差和養(yǎng)分效率差，實現(xiàn)農(nóng)戶地塊精準管理，本文基于地理信息系統(tǒng)(GIS)，在已經(jīng)建立的村級玉米高產(chǎn)高效管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進一步完善地塊數(shù)據(jù)信息，擴展作物種類和系統(tǒng)功能，形成基于GIS的村級作物高產(chǎn)高效管理系統(tǒng);通過田間試驗示范與農(nóng)戶互動，優(yōu)化作物高產(chǎn)高效管理技術(shù)方案，探討在農(nóng)戶中應(yīng)用的可行性，

2、以期為實現(xiàn)大面積高產(chǎn)高效提供技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在作物種類上增加了小麥，建立村級作物高產(chǎn)高效管理系統(tǒng)，從播種、苗期管理到收獲實現(xiàn)了農(nóng)戶地塊小麥玉米精準化管理技術(shù)推薦。通過農(nóng)戶調(diào)研和田間試驗擴充了數(shù)據(jù)庫，將GIS、Visual Studio2010及C＃語言相結(jié)合，優(yōu)化了查詢、專題圖分析、統(tǒng)計圖分析、管理決策和系統(tǒng)管理等功能，包括在專題圖分析功能上通過克里格插值、柵格計算器、重分類等方法，繪制出了村級肥料配方圖;

3、在統(tǒng)計圖分析功能上增加正態(tài)QQPlot分析圖，在條形圖上加載Population Pyramid模板進行同一屬性不同類別的分析比較;在管理決策功能上將播種環(huán)節(jié)、施肥環(huán)節(jié)和管理環(huán)節(jié)輸出在同一界面，更易于農(nóng)戶直觀、全面了解整個生育期管理的全過程。
　　(2)對作物高產(chǎn)高效管理技術(shù)方案進行了優(yōu)化。①改變傳統(tǒng)的年度增長百分比方法，利用邊界線分析產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分間的關(guān)系進行目標產(chǎn)量推薦。②發(fā)展了氮肥偏生產(chǎn)力(PFPN)目標值推薦小麥氮肥用量的

4、方法。追肥試驗結(jié)果表明，PFPN目標值分別為35kg/kg、40kg/kg、45kg/kg時，在產(chǎn)量不減下實現(xiàn)了減氮5.1％、17.0％、26.2％，目標PFPN實現(xiàn)率均超過97％，證明該方法可行。③在玉米上，進行了GIS村級作物管理系統(tǒng)推薦方案1即養(yǎng)分優(yōu)化模式、推薦方案2即高產(chǎn)高效模式、農(nóng)戶平均模式即農(nóng)戶往年操作制定統(tǒng)一管理方案和農(nóng)戶常規(guī)模式即農(nóng)戶當年自定模式對比試驗，結(jié)果表明，玉米高產(chǎn)高效管理模式增產(chǎn)21.3％，氮肥增效21.2％;

5、養(yǎng)分優(yōu)化管理模式增產(chǎn)11.9％，氮肥增效17.3％，說明系統(tǒng)推薦方案可以同時實現(xiàn)增產(chǎn)增效。
　　(3)通過與農(nóng)戶互動發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶比較認可GIS村級作物高產(chǎn)高效管理系統(tǒng)及系統(tǒng)中的電子檔案和養(yǎng)分插值圖。在推薦的各項技術(shù)中，小麥品種、小麥適宜播期和測土配方技術(shù)，農(nóng)戶的認知度和采用率相對較高;但受個人習(xí)慣、他人和機械等原因影響，有的技術(shù)農(nóng)戶采用還存在一定障礙，如農(nóng)民因為擔(dān)心倒伏問題，在玉米增密技術(shù)上認知度58％、采用率2％;80％的農(nóng)戶很了