中国农业科学院农田灌溉研究所

本发明公开了一种基于多元信息的土壤养分垂直分布诊断与评判方法及系统，所述方法包括：通过土壤样品采集及集成式土壤剖面探头原位获取土壤信息，建立土壤信息数据集；基于构建的机器学习模型，将待诊断的不同深度土壤多元信息输入预测模型，得到对应深度土壤的速效氮、磷、钾含量；基于变异系数法，对同土层内的速效氮、磷、钾指标进行加权融合，构建各土层的土壤养分综合指数，并将土壤养分综合指数划分等级；利用养分垂直递减模型算法，基于离散深度的土壤养分综合指数生成土壤深度‑综合指数剖面曲线，结合土壤养分综合指数等级为变量施肥决策提供依据。本发明克服现有技术只检测、未评判的问题，提高田间精准施肥的智能化水平。

本发明公开了一种面向黑土地地力提升的水肥一体化改良方法，属于农业水肥管理技术领域。该方法包括：采集目标黑土地块的多深度层土壤样本，测定土壤容重、酸碱度、有机质含量及微生物活性指标；基于土壤容重和有机质含量计算土壤孔隙特征值；结合酸碱度、微生物活性及孔隙特征值构建土壤水分入渗能力剖面；依据该剖面划分水分优先补给层和养分优先补给层；分别生成水分调控时序方案和养分调控时序方案；将两者进行时间轴对齐生成水肥协同注入脉冲序列；依据该脉冲序列控制水肥一体化设备进行分层交替注入灌溉。该方法通过匹配土壤层次异质性与作物需求时序，实现黑土地水肥的精准时空协同管理。

本发明涉及一种搭载光谱感知的田间自主行走灌溉机器人及智慧水肥管控方法；一体柜顶部设置有光谱感知仪，一体柜内安装有主控单元和混液泵，混液泵进液端分别与配液箱以及净水箱相连通，混液泵出液端与混液器相连通，混液器通过管道与自行走小车后部的三通电磁阀相连通，三通电磁阀上下两端分别与茎叶灌溉管和根部灌溉管相连通；主控单元通过互联网与远程控制主机相连接，远程控制主机与配液泵相连接，配液泵通过分流器与分支管相连通，分支管与单垄储液箱相连通，单垄储液箱通过抽液泵与单垄地埋管相连通；实现了水肥管控的精准化控制，有效改善局部作物水肥供给不足、长势不均的问题，大幅提升田间灌溉精细化程度。

本申请适用于数据处理领域，公开了一种基于作物需水信息的灌溉决策方法及系统。该方法通过作物生长模型将第一需水紧迫度与个体产量关联，实现了时间维度上灌溉时机与作物生理临界点的协同；通过整合灌区管网参数、渠道地形及闸门状态量化水流截留量，并根据农户空间位置预判抢水矛盾与冲突节点，有效解决了复杂地形下的水力分配失衡问题。当判定存在时空资源竞争时，调用支持向量机算法对需水紧迫度与灌溉时机进行多目标优化，动态生成第二需水紧迫度与第二灌溉时机。提高了水资源调配的时空协同性。

本申请涉及农业节水灌溉装备控制技术领域，公开了一种基于目标水深差值的地角臂喷头变量喷洒控制方法及其控制系统。该方法将地块划分为网格，记录各网格目标灌水深度、实际累计灌水深度和水深差值；根据中心支轴角度、主跨末端位置、地角臂末端位置和地角臂姿态计算各喷头实时坐标；依据喷头实时坐标、喷洒半径和地块边界确定有效覆盖网格集合；当某喷头覆盖范围内存在水深差值大于允许误差阈值的欠灌网格时开启该喷头，否则关闭该喷头。该方案可使地角臂各喷头按当前覆盖区域需水状态独立启闭，减少无效喷洒和重复灌溉。