基于Android平臺的測土配方施肥系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要：“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的技術(shù)支撐，是助力智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的新動力。本文將養(yǎng)分平衡施肥法、土測值法與 Android 智能終端相結(jié)合，在多年測土配方施肥的基礎(chǔ)上，研發(fā)移動測土配方施肥系統(tǒng)。研究結(jié)果為農(nóng)資推廣、農(nóng)技普及、分區(qū)管理、智慧施肥和農(nóng)作物的可持續(xù)性發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：智慧施肥;Android;測土配方施肥

1 引言（Introduction）

作為中國的北大倉，黑龍江省連續(xù)五年糧食總產(chǎn)量和商品量居中國第一，實現(xiàn)了糧食總產(chǎn)量的“十二連增”。農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展離不開農(nóng)業(yè)信息化，通過農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化以及智能化[4]。

在現(xiàn)行的條件下，我們可以搭建一個基于Android移動平臺技術(shù)、結(jié)合Web服務(wù)等先進(jìn)的技術(shù)，為移動端施肥方案的推送和實現(xiàn)田塊尺度上的信息化精細(xì)管理奠定基礎(chǔ)[3]。系統(tǒng)根據(jù)野外數(shù)據(jù)采集的結(jié)構(gòu)方式及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計完成數(shù)據(jù)采集模塊。根據(jù)耕地地力評估結(jié)果和田間試驗進(jìn)行配方施肥模型研究。再結(jié)合移動定位與移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，將施肥方案一鍵送到用戶手中，實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥。該系統(tǒng)的建立，對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)科學(xué)生產(chǎn)具有重要的意義。

2 系統(tǒng)架構(gòu)與數(shù)據(jù)來源（System Architecture and Data Sources）

2.1? 系統(tǒng)架構(gòu)

本測土配方施肥系統(tǒng)主要面向兩種用戶：

普通用戶：需要進(jìn)行測土配方施肥的農(nóng)民，本系統(tǒng)的主要使用者。

后臺管理用戶：對所屬的各個配肥站進(jìn)行設(shè)置的管理人員，通過對各個配肥站設(shè)置合適的信息，使得測土配方施肥得以正確進(jìn)行。

根據(jù)用戶角色，可將系統(tǒng)劃分為兩個主要的子系統(tǒng)：移動端查詢子系統(tǒng)和后臺管理子系統(tǒng)。

2.2? 數(shù)據(jù)來源

以《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范（2011 年修訂版）》為依據(jù)，配肥站以 “等量”、“隨機(jī)”、“多點混合”為原則，根據(jù)行政縣和行政村的劃分、類型、土壤地利用方式等，在目標(biāo)范圍內(nèi)進(jìn)行采樣。利用 GPS 技術(shù)[5]，在農(nóng)作物采摘后基肥施入前這個時間段內(nèi)，于田地選取 0 ～ 40 cm 深的耕層進(jìn)行采樣，據(jù)調(diào)查，每個采樣單元范圍約為 1.3104 m2 ～ 2.7104 m2（具體范圍根據(jù)田地地勢高低而定）。記錄樣點編號、經(jīng)緯度、所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、所在村、所屬農(nóng)戶等信息。對指定采樣點選定相應(yīng)的作物種類，在設(shè)定作物目標(biāo)產(chǎn)量的條件下，通過采樣點測定的土壤養(yǎng)分含量和田間試驗得到的土壤養(yǎng)分校正系數(shù)，得出最優(yōu)的施肥配比和施肥方案。

3 系統(tǒng)功能（System Function）

測土配方施肥是本系統(tǒng)的核心功能，可以根據(jù)選擇條件，科學(xué)計算測土配方施肥結(jié)果。其中選擇條件包括：地市名稱、縣旗名稱、配肥站名稱、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、農(nóng)戶姓名、地塊。農(nóng)戶名稱和地塊不是必選項，其他的都是必選項，如果選擇農(nóng)戶姓名，則必須選擇農(nóng)戶地塊。在本功能中使用了級聯(lián)選擇的技術(shù)，首先請求所有的市縣配肥站等信息，然后選擇不同的地市，將會加載不同的區(qū)縣，不同的培肥站。所選的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器[7]，服務(wù)器根據(jù)條件返回相應(yīng)的配肥結(jié)果。

服務(wù)器配肥計算公式為：

畝用養(yǎng)分純量（氮或磷或鉀）=（目標(biāo)產(chǎn)量*0.01*作物百公斤籽實養(yǎng)分吸收量—土測值*有效養(yǎng)分利用系數(shù)*0.15）/肥料利用率[1]

根據(jù)農(nóng)戶地塊氮、磷、鉀土測值落入的區(qū)間，不同的作物選擇不同的測土配方肥，最終其底肥用量在設(shè)置量的基礎(chǔ)上加上畝用純量（氮、磷、鉀）總和的十二分之一。

4 結(jié)論（Conclusion）

本系統(tǒng)實現(xiàn)智慧施肥為總目標(biāo)，結(jié)合長期試驗得到的數(shù)據(jù)和專家確定的目標(biāo)產(chǎn)量施肥模型，探索并實現(xiàn)了基于Android平臺的測土配方施肥查詢系統(tǒng)APP，實用性強(qiáng)，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展方向。

（1）開發(fā)出測土配方施肥系統(tǒng) APP。系統(tǒng)基于移動設(shè)備，采用最新版本軟硬件，結(jié)合農(nóng)作物施肥模型進(jìn)行研發(fā)，減少了對硬件設(shè)備的需求，符合高新技術(shù)發(fā)展趨勢，使用方式更靈活，相對于 PC 桌面端或 Web 端而言，對使用人員的技術(shù)要求更低，更利于系統(tǒng)對大眾的普及[8];

（2）將測土配方施肥模型與移動查詢技術(shù)相結(jié)合。本研究基于養(yǎng)分平衡施肥模型的構(gòu)建，較為系統(tǒng)的探討了測土配方施肥模型和施肥參數(shù)以及與移動 技術(shù)結(jié)合的過程，開發(fā)一款施肥推薦系統(tǒng)，致力于為農(nóng)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量;

參考文獻(xiàn)（References）

[1]文歡，顏安，楊樹媛，et al.基于ArcGIS for Android的移動推薦施肥系統(tǒng)設(shè)計[J].北方園藝，2019，428（05）：181-185.

[2]余洪鋒，丁永前，劉海濤，等.小田塊變量施肥系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2018，34（3）：35-41.

[3]何山，孫媛媛，沈掌泉，等.大數(shù)據(jù)時代精準(zhǔn)施肥模式實現(xiàn)路徑及其技術(shù)和方法研究展望[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2017，23（6）：1514-1524.

[4]楊亨東.基于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)計的水稻施肥系統(tǒng)開發(fā)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2017，39（7）：134-136.

[5]Xu Taosheng，Su Ning，Wang Rujing，et al.A novel variable rate fertilization system based on the Android platform[C]// IEEE International Conference on Progress in Informatics and Computing.IEEE，2016：395-398.

[6]明日科技.Android從入門到精通.清華大學(xué)出版社.2014年5月第8版

[7]王超，閭陳莉，吳迪，等，基于HttpClient的Android客戶端的設(shè)計與實現(xiàn)[J]，Computer Era，2014（3）

[8]汪永松.Android手機(jī)應(yīng)用開發(fā)之信息平臺移動客戶端[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2013（13）.

作者簡介：

姜浩（1987-），男，本科，工程師，研究領(lǐng)域：軟件工程.