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土壤信息系统在确定施肥方案时的重要作用

来源：　类别：技术文章　更新时间：2013-11-29　阅读次

　　地理信息系统（GIS）是近年来农业科学研究领域引人的一项新技术，它的应用将对我国农业技术的发展产生重大影响。该技术是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学、应用数学、管理科学为一体的高新技术。
　　GIS用于农田土地数据管理，查询土壤、水文、气象气候、作物苗情和产量等数据，并能够方便地绘制各种专题地图，也能采集、编辑、统计分析不同类型的空间数据。利用GIS的区域空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力，可产生多层次、高质量的土壤空间信息叫。国际上许多发达国家已经将GIS等先进技术应用于土壤养分检测和平衡施肥当中，国内也有一些研究者应用GIS等技术从事了大量的有关方面的工作，但以GIS为技术核心制作的土壤养分信息专家系统在平衡施肥中的应用仍然较少。
　　1.专家系统的制作思路
　　专家决策系统由农业综合数据库子系统、推荐施肥子系统、信息管理与分析子系统三部分组成，也就是一个三维系统，三个子系统之间相互联系相互制约，构成一个多层次的关系网络。每个系统包含以下内容。
　　一维：农业综合数据库
　　系统土壤资源、作物种植布局、耕地土壤养分现状、化验与试验数据。
　　二维：推荐施肥技术系统
　　测土配方施肥技术、水肥管理技术、栽培管理技术。
　　三维：信息管理分析系统
　　空间数据分析、属性数据分析、描述模型分析、数据模型分析。
　　系统的建立步骤分5个阶段：数据的采集：包括多次土壤养分调查数据、长期的定位试验和田间各类肥效试验数据。数据的预处理，由于空间数据和属性数据的特点和使用方法不同，需要分别设计和组织成为不同的数据文件，并建立数据库。计算机处理，在Arc/info、Arcview等地理信息系统软件和数据库语言的支持下，建立起空间及属性数据库，并能进行各种空间分析。推荐施肥分区和专家模型系统的建立，根据各种专题图件、拟订分区指标，并结合土坡养分现状、种植制度、肥料配方、施用方法、作物类型、综合栽培技术等，建立概念模型系统和推荐施肥系统。提交有关图件和针对不同区域、不同作物提供的推荐施肥专家系统，促进当地农业向低成本、高效益、高效率、集约化的方向持续发展。
　　土壤养分信息专家系统涵盖信息查询系统、推荐施肥系统两部分内容，系统的制作应用了MO地图控件和VB语言。首先建立整个区域的土壤养分含量和变异图集数据库、各种肥料田间试验示范效果数据库、农作物种植区划分类数据库、环境设置数据库、信息查询数据库、推荐施肥知识库等等，在此基础上形成土壤信息查询和推荐施肥在内的专家系统。
　　2.专家系统的作用和意义
　　专家系统包括全省土壤养分变异、区域养分现状、肥料专家、推荐施肥、肥料配方等；以图、文、表、多媒体技术提供出各种植区域的土坡养分状况、施肥数量、施肥时期、施肥方法以及土壤肥料专家的决策建议等；对全省各区域多种作物进行氮、磷、钾和中微量元素肥料使用数量的推荐，它可以通过用户自定义推荐，也可以基于全省土壤肥料信息数据库进行查询推荐。
　　专家系统的应用非常方便，例如，用户需要了解某一地域的耕地土壤养分现状，只需点击土壤信息地图集，就可以打开不同年份、不同养分的养分含量分布图，直观到全省或某一个地域的养分含量信息。
　　另外，系统可以查询小麦、玉米、棉花等作物的平衡施肥方案和水肥管理要点，如用户需要了解某一地域种植某一作物时使用什么肥料、施用多少肥料合适，就可以点击平衡施肥信息菜单，选择好作物品种，在图上确定地点，即可出现该地的施肥配方和施肥的技术要点；系统还可以设置不同时期农产品和农用物资市场价格，做到实时更新，得到当前最佳施肥推荐方案。
　　系统的形成一方面从屏幕上可以直接看出全省土壤养分的时空变异，在变异中总结规律，便于各级主管部门有针对性地制定农业可持续发展的肥料管理对策；另一方面，对农业技术推广人员和农民可以直接应用系统查询肥料的经济合理施用数量、各种肥料的使用比例以及相应的水肥管理技术。
　　3.专家系统的开发前景
　　我国加人WTO后，农业以及与它相关的产业将面临着越来越严峻的挑战，如何应用新技术改造传统农业，提高农业的生产效益，是今后农业科学研究的重点。
　　建立土坡养分信息系统的目的，就是为农业技术推广、化肥生产和销售等不同层次的决策者提供一个有效的工具，以便很方便地根据不同地域土壤条件和作物需求，进行区域性肥料和养分资源的合理规划和配置，使肥料的生产和调配更适合于当地的土壤条件，达到进一步提高农业生产效益的目标。
　　土壤养分信息专家系统在Windows、Office等软件的支持下即可应用，查询土壤养分、肥料配方、施肥技术等信息，随着计算机应用的普及，这一技术很快就能够在农业、化工、环境等部门得到广泛应用，同时也将影响农业技术服务的方式、方法和理念，这一技术的进步对提高土壤养分资源的管理和利用水平，提高农业科技水平将产生深远的影响。