[發明專利]圖像法水稻氮肥施肥推薦方法

無效

• 申請號: 200910100740.1
• 申請日: 2009-07-20
• 公開（公告）號: CN101604359A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 林賢青;朱德峰
• 申請（專利權）人: 中國水稻研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;A01G16/00;A01C21/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及水稻施肥管理技術領域。

背景技術

目前，水稻一般按不同單葉的葉色診斷或SPAD讀數指標指導施氮，然后根據產量高低，確定葉色診斷指標的適宜值。由于所設計的葉色診斷指標的水平數是有限的，而且不同水平之間是不連續的，因此所得結果不夠準確，并且容易受到研究者主觀因素的影響。

近年來，遙感測試技術在作物氮素診斷方面得到非速發展，主要是通過某些特定光譜檢測作物冠層的光反射和光吸收性質來檢測作物營養狀況的技術。但由于在田間環境中，植物冠層光譜反射特征影響因素眾多、情況復雜，因此在實際應用中需要排除這些因素的制約就比較困難。對設備和數據處理技術要求高，價格昂貴，較難推廣。GreenSeeker手持式光譜儀是一種作物研究與診斷工具，通過測量冠層NDVI值來衡量作物生物量和含氮量，確定施氮量，但NDVI值受土壤類型、土壤水分、土表覆蓋度波動大，診斷結果還受到土壤供肥狀況的影響等，應用結果不夠準確。

我國水稻年種植面積達4.2億畝左右，傳統的水稻氮肥管理特點主要存在氮肥投入產出不高、施肥技術不到位、氮肥利用率低等問題。隨農村勞動力的轉移，水稻種植和管理人員素質普遍較低，現代稻作管理技術難以普及到位。

發明內容

本發明首先所要解決的技術問題提供一種快速、準確、低成本高效率和基于模型的圖像法水稻氮肥施肥推薦方法。為此，本發明采用以下技術方案：它包括以下步驟：

(1).提供肥力大小已知的培育環境的目標水稻氮肥施肥方法推薦模型，所述氮肥施肥推薦方法與水稻冠層的葉色值相對應；

(2).提供氮肥施肥目標的水稻冠層的數碼圖像，并計算數碼圖像中的葉色值；

(3).判斷氮肥施肥目標的肥力大小，對照所述目標水稻氮肥施肥方法推薦模型中相應葉色值所對應的氮肥施肥方法，獲得水稻氮肥施肥方案推薦方法。

傳統的水稻氮素營養診斷都是基于實驗室條件，在試驗取樣、測定、數據分析等方面都需要耗費大量的人力、物力，耗時較長、費用較高，還必須具備專業素質，難以實現快速指導，而貽誤農民對水稻施肥的要求。由于采用本發明的技術方案，能避免傳統水稻氮素營養診斷所需的實驗室條件和單葉比色存在的問題，可以通過數碼照片顯示圖像的顏色信息進行遠程或非現場診斷，無需取樣分析，實現了快速、經濟、可靠的氮素營養診斷和施肥技術推薦，能夠實現采用計算機處理的田間氮肥智能化和科學化管理。

本發明另一個所要解決的技術方案是提供一種水稻氮肥施肥方法推薦模型的建立方法，所述水稻氮肥施肥方法推薦模型能夠用于上述圖像法水稻氮肥施肥推薦方法。為此，本發明采用以下技術方案：它包括以下步驟：

(1).提供肥力大小已知的培育環境，對于目標水稻在不同氮素營養狀態下的氮肥施肥方法；

(2).提供該培育環境的目標水稻冠層的數碼圖像中葉色值與氮素營養狀態的關系模型；

(3).根據葉色值與氮素營養狀態的關系模型和不同氮素營養狀態下的氮肥施肥方法，對于目標水稻，建立與葉色值對應的水稻氮肥施肥方法推薦模型。

通過本發明的技術方案，能夠建立與葉色值對應的水稻氮肥施肥方法推薦模型，能快速、經濟、可靠地提供氮肥施肥推薦方法，為采用計算機處理的田間氮肥智能化和科學化管理，建立標準數據庫。

本發明再一個所要解決的技術問題提供一種葉色值與水稻氮素營養狀態的關系模型的建立方法，所述葉色值與水稻氮素營養狀態的關系模型能夠應用于水稻氮肥施肥方法推薦模型。為此，本發明采用以下技術方案：對目標材料水稻品種，在肥力大小已知的培育環境中，進行等級施氮量處理，測定各等級施氮量處理后水稻的葉片葉綠素含量、葉片氮含量、葉面積指數和葉片形態，確定水稻葉面積、葉綠素含量和葉片形態與氮素營養狀態的關系；

對各等級施氮量處理后的水稻，分別提供其冠層的數碼圖像，測定各數碼圖像中的葉色值，并對照各數碼圖像所對應的水稻的葉片葉綠素含量、葉片氮含量、葉面積指數和葉片形態，建立以下關系模型：

(1).葉色值與葉片氮含量的關系模型，

(2).葉色值與片葉綠素含量的關系模型，

(3).葉色值與葉面積指數的關系模型，

(4).葉色值與葉片形態的關系模型；

根據水稻葉面積、葉綠素含量和葉片形態與氮素營養狀態的關系以及上述關系模型，建立針對已知肥力環境和目標材料水稻品種的葉色值與水稻氮素營養狀態的關系模型。