[发明专利]东北黑土土壤肥力监控系统

说明书

技术领域

本发明属于农业信息监控领域，具体涉及东北黑土区域土壤养分变化的监控系统。

背景技术

东北黑土主要分布在吉林省和黑龙江省，根据土壤普查资料统计，黑土总土地面积为595.6万公顷，其中耕地面积为443.8万公顷。许多土壤工作者曾对黑土进行过大量的调查研究，尤其是全国第2次土壤普查成果，对黑土的分布和理化性状进行了较详细的描述，对后来的配方施肥提供了强有力的理论基础，为粮食生产做出了巨大贡献。在距全国第2次土壤普查的20余年后，我所在中国科学院重大项目的支持下又一次对东北农田黑土区域进行了广泛的采样，采集土壤样本2000余个。用于分析土壤养分变化的规律和目前的状况。

20多年来两次土壤调查数据，涉及到东北黑土区域土壤样本数量大、面积广，同时附带有大量的矢量图和栅格图数据。这些数据目前还没有一个空间的数字化的信息平台来管理，而且以往对黑土区域土壤肥力变化的分析多是从经典统计的方法来分析的，这样的分析即片面又不科学，不能够反映出区域土壤肥力空间变化特征。针对此问题，我们建立了东北黑土区域土壤肥力管理GIS作为信息化工作平台，在这个平台上可以管理区域的土壤调查数据，为分析区域土壤肥力变化提供数据和方法双重支持，也为精准农业研究提供数据基础。

众所周知，3S技术在国外的农业生态研究中得到了广泛的应用。国内的3S技术和精准农业的研究历史不长，但是效益显著，因此也越来越为科技界和社会广为接受，并在实践上有一些应用。如1997年辽宁省用GIS进行下辽河平原农业生态管理的应用研究，吉林省结合其省农业信息网开发万维网地理信息系统(GIS)，北京密云县完成以GIS技术建立的县级农业资源管理信息系统。在智能技术方面，国家863计划在全国20个省市开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”。但是我国该项技术的发展很不平衡。以均衡施肥为例，目前农民在施肥上存在很大盲目性；氮、磷、钾肥施用比例不合理；中、微量元素缺乏的情况没有得到及时纠正；肥料利用率低，氮肥当季利用率平均仅为30％左右，肥料的增产效益没能充分发挥。而是形成了有些区域土壤肥力过盛，对环境造成污染，而有些区域肥力不足，土壤质量下降。所以，在东北黑土区域土壤大规模采样的基础上，建立基于3S技术的土壤肥力管理信息系统，是为区域农业生态研究和精准农业提供基础平台。

目前存在的问题是：黑土区域土壤养分数据管理分散，数据和地点不能统一，没有精确的地理坐标，不能合理地、科学地数据处理和分析。

发明内容

本发明提供一种东北黑土土壤肥力监控系统，以解决黑土区域土壤养分数据管理分散，数据和地点不能统一，没有精确的地理坐标，不能合理地、科学地数据处理和分析的问题。

东北黑土土壤肥力监控系统，它包括：

土壤肥力数据采集、输入单元，以输入各区域的土壤肥力数据；

土壤肥力数据和对应区域显示单元，将土壤肥力数据与对应区域的地理坐标相链接，以方便调取显示；

土壤肥力预警单元，以提示某区域土壤养分值正位于规定的上限值或下限值；

施肥量计算单元，以给出某区域应施肥量的多少。

本发明是基于国产的地理信息系统处理平台而开发的，是唯一的一个东北黑土区域拥有多年连续数据和空间处理平台的系统。目的是①将多年多次采集的数据集中于一个平台上，便于查找和分析；②将土壤养分数据和各种矢量图结合在一起，使之能够非常直观地将整个黑土区土壤养分状况在区域图上显示出来；③便于进行空间分析，找出土壤肥力空间变化的规律性；④可以直观地按照土壤养分值进行区域分类和预警；⑤根据数据和专家的思想做出的专家施肥指导系统，可以指导区域科学施肥；为精准农业提供数据支持和技术平台；⑥为政府决策和制定施肥标准提供信息化平台。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图2为黑土肥力GIS工作技术流程图；图3系统功能图。

具体实施方式

下面结合图1至图3对本发明进行详细说明。东北黑土土壤肥力监控系统，它由下述四个部分组成：

土壤肥力数据采集、输入单元1，以输入各区域的土壤肥力数据；

土壤肥力数据和对应区域显示单元2，将土壤肥力数据与对应区域的地理坐标相链接，以方便调取显示；

土壤肥力预警单元3，以提示某区域土壤养分值正位于规定的上限值或下限值；

施肥量计算单元4，以给出某区域应施肥量的多少。