[发明专利]一种精细化作物施肥系统及氮肥施肥方法

说明书

技术领域

本发明涉及施肥装置，尤其涉及一种精细化作物施肥系统及氮肥施肥方法。

背景技术

化肥是农业生产中投资最大的化学物质，其支出约占其生产支出的50%。化肥对粮食的贡献率占40%左右，我国要以占世界7%的土地养活20%多的人口，化肥的重要性不言而喻。

我国氮肥的当季利用率一般为30%～35%，钾肥为35%～50%，磷肥为10%～20%，远低于发达国家。当季未被利用的化肥，氮肥大部分随雨水流失或变成气体损失；钾肥被土壤吸附或淋失；磷肥则多被固定。这不仅造成直接的经济损失，而且部分地区因施肥不当已产生了相当严重的水土流失、土壤生产力下降、水体富营养化等环境问题。

绝大多数陆生植物依靠根吸收养分，但植物的叶片也可以吸收外源物质。将不同形态和种类的养分喷施于作物叶片，作物对叶面吸收的养分利用效果与根部施肥是一样的。叶面施肥打破了土壤根部施肥的传统方式，作为对作物土壤施肥的一种直接、高效的辅助措施，它的优点有：

（1）养分吸收快，肥效好。作物叶片对养分的吸收速率远大于根部，可以及时补充作物养分。

（2）针对性强，可解决农业生产中的一些特殊问题。在盐碱、干旱等环境下，根部养分吸收受到抑制，叶面喷施效果良好。喷施作物生长所缺乏的营养元素可及时矫正或改善作物缺素症，尤其是微量元素。

（3）养分利用率高，肥料用量少，环境污染风险小。叶面施肥养分不经过土壤作用，避免了土壤固定和淋溶等损失，提高了养分利用率。一般土壤施肥当季氮利用率只有25%～35%，而叶面施肥在24h内即可吸收70%以上，肥料用量仅为土壤施肥的1/10～1/5，使用得当可减少1/4左右的土壤施肥，从而降低了由于大量施肥而导致的土壤和水源污染的风险。

（4）施用方法简便、经济，不受作物生育期的影响，减少了农业生产投资。

目前应用于肥料、农药喷施的普通型机动喷雾机，适应大面积作业，功率高，但是喷施剂量一致，灵活性差，无法做到变量施肥，若要改变剂量，只能更换不同喷量的喷头，且喷施面积大，无法做到精准施肥。

公开号为CN2640617Y的中国专利文献公开了一种自动对靶变量施药机动喷雾机，包括图像监测装置、喷雾装置、辅助信号装置、药液供给装置和计算机；其中，图像监测装置、喷雾装置、辅助信号装置分别与计算机连接，药液供给装置与喷雾装置连接；通过图像监测装置、辅助信号装置和计算机配合工作，能根据施药目标的有、无自动对靶施药；喷雾装置由一个以上的喷雾单元组成，每个喷雾单元由一个以上喷杆组成，喷杆上设有一个以上相同喷量的喷头和开关，各喷杆的喷头喷量不同，喷杆开关通过管线与计算机连接，计算机对各喷杆进行开关控制，可实现不同的喷量组合，从而能根据施药目标的特征变化和机组行走速度的变化自动调节喷施剂量，达到变量施药的目的。

上述的自动对靶变量施药机动喷雾机也可用于施肥，尽管其能够根据图像监测装置判断对象的有无及目标对象的一些特征信息，进行变量施药、施肥，但是图像提供的信息量极其有限，并不能够分析作物所需元素情况，且该发明中喷杆、喷头的位置固定，只能对其正前方的有限区域喷施，如需对整株作物喷施，还需对喷杆、喷头的位置重新进行调整和固定。

另外，在施肥如施氮肥过程中，现有的施肥方法均是根据地块的面积估算大致的氮肥施用量，然后大面积进行喷施，然而即使是同一地块中，不同植株之间也存在生长差异，其实际所需要的氮肥量也并不相同，如果统一进行喷施，容易导致某些植株氮肥量过多，而某些植株氮肥量不足，氮肥喷施不合理，因此，有必要提出一种根据植株作物个体化差异进行喷施的施肥方法。

发明内容

本发明提供了一种精细化作物施肥系统，能够通过双目相机和光谱仪全面分析作物的特征信息，从而实现精细化施肥，且结构简单，喷施更加灵活。

一种精细化作物施肥系统，包括：全方位移动平台以及设于所述全方位移动平台上的施肥装置、检测装置和控制装置，所述全方位移动平台、施肥装置和检测装置受控于所述的控制装置；其特征在于，

所述的施肥装置包括：

肥料箱；

出液管，一端与输送泵相连，另一端连通有喷杆，所述喷杆设有若干喷头；

所述的输送泵，通过管路与所述肥料箱的底部连通，用于将肥料泵入出液管；

驱动装置，与所述的输送泵相连，用于驱动所述的输送泵运行；

机械臂，所述的喷杆固定在该机械臂上；

所述的检测装置包括固定在所述机械臂上的双目相机和光谱仪。