[发明专利]基于氮平衡光谱法的小麦春季氮肥施用方法及其追氮量模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种基于氮平衡光谱法的小麦春季氮肥施用方法及其追氮量模型的构建方法，该模型构建方法包括：（1）小麦目标产量及增产系数确定；（2）氮肥空白区小麦光谱测定；（3） 春季足量施氮区小麦光谱测定；（4）筛选植被差异指数与优化施氮总量间的当量表达形式；（5）构建追氮量模型。该氮肥施用方法包括：（A）信息采集；（B）确定增产系数；（C）确立目标产量的优化施氮总量；（D）确立单位植被差异指数所需补氮当量；（E）计算追氮量。本发明通过实时实地获取的小麦作物生长状况，确定适宜的氮肥时空优化方案，在保证作物产量前提下提高氮肥利用率，适应了现代农业发展的必然要求，为精准农业的技术发展提供技术支撑。

主权项

一种基于氮平衡光谱法的小麦春季追氮量模型的构建方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）小麦目标产量及增产系数确定所述小麦目标产量根据决策点前三年生态点高产田平均产量和增产系数来确定：目标产量＝前三年生态点高产田平均产量×(1+增产系数) ；（2）氮肥空白区小麦光谱测定决策点小麦全生育期不施氮肥的区域作为氮肥空白区，该区小麦在播种时仅仅不添加氮肥，而其他肥料和种植方式以及栽培措施均与相邻的待施肥调控田块一致；先按常规方法分别采集氮肥空白区内的拔节期前后小麦冠层高光谱信息，再采用常规的五步平滑方法对光谱曲线进行平滑处理；（3） 春季足量施氮区小麦光谱测定依据决策点当地小麦前三年的平均产量与施氮量统计关系，通过拟合的抛物线二次函数求出获得小麦最高产量的全生育期优化施氮总量，按照该优化施氮总量全部作为底肥施用、春季不追氮肥方式种植的田块小麦为足量施氮区；先按常规方法分别采集足量施氮区内的拔节期前后小麦冠层高光谱信息，再采用常规的五步平滑方法对光谱曲线进行平滑处理；（4）筛选植被差异指数与优化施氮总量间的当量表达形式基于地物光谱数据计算优化土壤调节植被指数OSAVI，所用波长为670 nm 和800 nm，计算公式为:OSAVI = (1+0.16)×(R₈₀₀‑R₆₇₀)∕(R₈₀₀+R₆₇₀+0.16)其中：R₈₀₀和R₆₇₀分别为800 nm和670 nm的光谱反射率值；根据上述公式计算足量施氮区与氮肥空白区的土壤调节植被指数，分别表示为OSAVI_t和OSAVI₀；依据小麦拔节期前后植被长势差异值与目标产量优化施氮总量的显著相关性，获得单位苗情差值所需补氮当量K：K=N_t‑opt / (OSAVI_t−OSAVI₀)其中，N_t‑opt为小麦全生育期优化施氮总量，OSAVI_t为足量施氮区的土壤调节植被指数，OSAVI₀为氮肥空白区的土壤调节植被指数；（5）构建追氮量模型通过测定待施肥区小麦长势，计算其与足量施氮区长势的差异值，从而计算小麦待施肥区春季追氮量，构建小麦追氮量模型如下：其中，α为增产系数，N_t‑opt为小麦全生育期优化施氮总量，OSAVI_t为足量施氮区的土壤调节植被指数，OSAVI₀为氮肥空白区的土壤调节植被指数，OSAVI_s为春季待施肥区域的土壤调节植被指数。