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土壤信息系統在確定施肥方案時的重要作用

來源：　類別：技術文章　更新時間：2013-11-29　閱讀次

　　地理信息系統（GIS）是近年來農業科學研究領域引人的一項新技術，它的應用將對我國農業技術的發展產生重大影響。該技術是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學、應用數學、管理科學為一體的高新技術。
　　GIS用于農田土地數據管理，查詢土壤、水文、氣象氣候、作物苗情和產量等數據，并能夠方便地繪制各種專題地圖，也能采集、編輯、統計分析不同類型的空間數據。利用GIS的區域空間分析、多要素綜合分析和動態預測的能力，可產生多層次、高質量的土壤空間信息叫。國際上許多發達國家已經將GIS等先進技術應用于土壤養分檢測和平衡施肥當中，國內也有一些研究者應用GIS等技術從事了大量的有關方面的工作，但以GIS為技術核心制作的土壤養分信息專家系統在平衡施肥中的應用仍然較少。
　　1.專家系統的制作思路
　　專家決策系統由農業綜合數據庫子系統、推薦施肥子系統、信息管理與分析子系統三部分組成，也就是一個三維系統，三個子系統之間相互聯系相互制約，構成一個多層次的關系網絡。每個系統包含以下內容。
　　一維：農業綜合數據庫
　　系統土壤資源、作物種植布局、耕地土壤養分現狀、化驗與試驗數據。
　　二維：推薦施肥技術系統
　　測土配方施肥技術、水肥管理技術、栽培管理技術。
　　三維：信息管理分析系統
　　空間數據分析、屬性數據分析、描述模型分析、數據模型分析。
　　系統的建立步驟分5個階段：數據的采集：包括多次土壤養分調查數據、長期的定位試驗和田間各類肥效試驗數據。數據的預處理，由于空間數據和屬性數據的特點和使用方法不同，需要分別設計和組織成為不同的數據文件，并建立數據庫。計算機處理，在Arc/info、Arcview等地理信息系統軟件和數據庫語言的支持下，建立起空間及屬性數據庫，并能進行各種空間分析。推薦施肥分區和專家模型系統的建立，根據各種專題圖件、擬訂分區指標，并結合土坡養分現狀、種植制度、肥料配方、施用方法、作物類型、綜合栽培技術等，建立概念模型系統和推薦施肥系統。提交有關圖件和針對不同區域、不同作物提供的推薦施肥專家系統，促進當地農業向低成本、高效益、高效率、集約化的方向持續發展。
　　土壤養分信息專家系統涵蓋信息查詢系統、推薦施肥系統兩部分內容，系統的制作應用了MO地圖控件和VB語言。首先建立整個區域的土壤養分含量和變異圖集數據庫、各種肥料田間試驗示范效果數據庫、農作物種植區劃分類數據庫、環境設置數據庫、信息查詢數據庫、推薦施肥知識庫等等，在此基礎上形成土壤信息查詢和推薦施肥在內的專家系統。
　　2.專家系統的作用和意義
　　專家系統包括全省土壤養分變異、區域養分現狀、肥料專家、推薦施肥、肥料配方等；以圖、文、表、多媒體技術提供出各種植區域的土坡養分狀況、施肥數量、施肥時期、施肥方法以及土壤肥料專家的決策建議等；對全省各區域多種作物進行氮、磷、鉀和中微量元素肥料使用數量的推薦，它可以通過用戶自定義推薦，也可以基于全省土壤肥料信息數據庫進行查詢推薦。
　　專家系統的應用非常方便，例如，用戶需要了解某一地域的耕地土壤養分現狀，只需點擊土壤信息地圖集，就可以打開不同年份、不同養分的養分含量分布圖，直觀到全省或某一個地域的養分含量信息。
　　另外，系統可以查詢小麥、玉米、棉花等作物的平衡施肥方案和水肥管理要點，如用戶需要了解某一地域種植某一作物時使用什么肥料、施用多少肥料合適，就可以點擊平衡施肥信息菜單，選擇好作物品種，在圖上確定地點，即可出現該地的施肥配方和施肥的技術要點；系統還可以設置不同時期農產品和農用物資市場價格，做到實時更新，得到當前最佳施肥推薦方案。
　　系統的形成一方面從屏幕上可以直接看出全省土壤養分的時空變異，在變異中總結規律，便于各級主管部門有針對性地制定農業可持續發展的肥料管理對策；另一方面，對農業技術推廣人員和農民可以直接應用系統查詢肥料的經濟合理施用數量、各種肥料的使用比例以及相應的水肥管理技術。
　　3.專家系統的開發前景
　　我國加人WTO后，農業以及與它相關的產業將面臨著越來越嚴峻的挑戰，如何應用新技術改造傳統農業，提高農業的生產效益，是今后農業科學研究的重點。
　　建立土坡養分信息系統的目的，就是為農業技術推廣、化肥生產和銷售等不同層次的決策者提供一個有效的工具，以便很方便地根據不同地域土壤條件和作物需求，進行區域性肥料和養分資源的合理規劃和配置，使肥料的生產和調配更適合于當地的土壤條件，達到進一步提高農業生產效益的目標。
　　土壤養分信息專家系統在Windows、Office等軟件的支持下即可應用，查詢土壤養分、肥料配方、施肥技術等信息，隨著計算機應用的普及，這一技術很快就能夠在農業、化工、環境等部門得到廣泛應用，同時也將影響農業技術服務的方式、方法和理念，這一技術的進步對提高土壤養分資源的管理和利用水平，提高農業科技水平將產生深遠的影響。