耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统

1.本发明涉及大豆种植领域，具体涉及一种耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统。


背景技术：

2.大豆是我国主要的粮食和油料作物之一，是具有极高的营养价值、高生理活性和广泛工业用途的宝贵生物资源。氮素是植物生长发育所需的大量营养元素之一，直接影响大豆产量和品质，大豆虽然能靠根瘤固定大气中的氮，但是试验证明，根瘤固定的氮素，只能满足大豆一生中需要氮素的1/3-1/2，所以在多数情况下，靠根瘤的固氮作用，是不能获得大豆高产的。这就是一些农户种植的大豆一直亩产在200-300斤徘徊的重要原因。为了获得高产，大豆生长期间还是需要施用氮肥。可是，氮肥施用过多会影响根瘤着生，降低根瘤菌的固氮能力，同时造成氮肥浪费；氮肥施用过多，会使大豆因生育过于繁茂，而落花落荚延迟或贪青倒伏。所以，施用氮肥必须因地制宜的掌握好施用技术。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明提供了一种耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，可以实现氮肥的科学按需分施。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，包括：
6.布设在大豆种植坑内土壤氮传感器，用于实现大豆根系周围氮浓度参数的实时反馈；
7.布设在大豆种植坑开口周围的分施控制管路，包括环形施肥管、与环形施肥管通过电磁阀相连的氮肥输送锚杆、与氮肥输送锚杆通过电磁阀、流量计相连的氮肥供给箱，用于根据土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数实现氮肥的按需分施。
8.进一步地，所述土壤氮传感器布设在大豆种植坑的内侧靠近中心处，由土壤氮传感器芯片、三维姿态传感器芯片、中央处理模块、无线通讯模块、电源模块集成所得。
9.进一步地，所述的氮浓度参数携带三维姿态参数，基于三维姿态参数的变化情况可以大致的推断出大豆根系的生长情况。
10.进一步地，所述环形管圈埋设在大豆种植坑开口外周，其下底面布设有若干带吸水纤维的出液口，环形管圈表面覆土3cm左右，氮肥输送锚杆插设在大豆种植坑开口外周一侧，内设加压泵，通过带电磁阀的硬管与环形施肥管相连通。
11.进一步地，还包括一plc控制器，用于根据土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数推算出大豆根系的大致生长情况，然后基于土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数及大豆根系的大致生长情况以及大豆当前生长期对应的氮需求量估算出每一株大豆的氮肥需求量，基于每一株大豆的氮肥需求量控制所述氮肥供给箱经带电磁阀、流量计的管路为每一个氮肥输送锚杆配置对应的氮肥。
12.进一步地，每一个氮肥输送锚杆顶端均配置一泄压阀。
13.进一步地，所述氮肥由硝酸铵/硫酸铵与海藻精复配所得，其中，按质量比计，硝酸铵/硫酸铵∶海藻精＝10∶1～3。
14.本发明具有以下有益效果：
15.1)采用基于土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数及大豆根系的大致生长情况以及大豆当前生长期对应的氮需求量估算出每一株大豆的氮肥需求量的方式确定每一株大豆的氮肥施用量，实现了氮肥的科学按需分施，在可以避免氮肥浪费的同时，可以实现大豆的高产。
16.2)基于吸水纤维可以实现氮肥的输送和释缓，协同海藻精的添加，可以显著提高氮肥的吸水率，并可以促进大豆生长，提高其抗逆性。
附图说明
17.图1为本发明实施例一种耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统的原理示意图。
18.图2为本发明实施例中分施控制管路的结构示意图。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.如图1所示，本发明实施例的一种耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，包括：
21.布设在大豆种植坑内土壤氮传感器，用于实现大豆根系周围氮浓度参数的实时反馈；所述土壤氮传感器布设在大豆种植坑的内侧靠近中心处，由土壤氮传感器芯片、三维姿态传感器芯片、中央处理模块、无线通讯模块、电源模块集成所得；所述的氮浓度参数携带三维姿态参数，基于三维姿态参数的变化情况可以大致的推断出大豆根系的生长情况。三维姿态参数的变化情况对应土壤氮传感器的位移情况，土壤氮传感器发生的位移越大，大豆的根系生长情况越好，以实验室中，土壤氮传感器发生的位移与大豆根系生长情况的关联关系，划分用于判定大豆根系生长情况的位移区间，分别分为强、中等、弱，其中，强对应大豆根系生长情况良好，中等对应大豆根系生长情况一般，弱对应大豆根系情况弱，此时，需要补充一定量的氮肥。
22.布设在大豆种植坑开口周围的分施控制管路，如图2所示，包括环形施肥管1、与环形施肥管通过电磁阀2相连的氮肥输送锚杆3、与氮肥输送锚杆3通过电磁阀2、流量计4相连的氮肥供给箱5，用于根据土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数实现氮肥的按需分施。所述环形管圈埋设在大豆种植坑开口外周，其下底面布设有若干带吸水纤维的出液口，环形管圈表面覆土3cm左右(即距地表3cm左右)，氮肥输送锚杆插设在大豆种植坑开口外周一侧，内设加压泵，通过带电磁阀的硬管与环形施肥管相连通。通过加压泵的加压将氮肥从氮肥输送锚杆泵送入环形管圈，通过环形管圈实现氮肥的施用，每一个氮肥输送锚杆顶端均配置一泄压阀。还包括一plc控制器，用于根据土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数推算出大豆根系的大致生长情况，然后基于土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数及大豆根系的大致生长情况以及大豆当前生长期对应的氮需求量估算出每一株
大豆的氮肥需求量，基于每一株大豆的氮肥需求量控制所述氮肥供给箱经带电磁阀、流量计的管路为每一个氮肥输送锚杆配置对应的氮肥。
23.本实施例中，所述氮肥由硝酸铵/硫酸铵与海藻精复配所得，其中，按质量比计，硝酸铵/硫酸铵∶海藻精＝10∶1～3，通过硝酸铵/硫酸铵与海藻精复配可以显著提高氮肥的吸收率，并可以促进大豆生长，提高其抗逆性，从而达到提高大豆终产量的目的。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，其特征在于：包括：布设在大豆种植坑内土壤氮传感器，用于实现大豆根系周围氮浓度参数的实时反馈；布设在大豆种植坑开口周围的分施控制管路，包括环形施肥管、与环形施肥管通过电磁阀相连的氮肥输送锚杆、与氮肥输送锚杆通过的电磁阀、流量计相连的氮肥供给箱，用于根据土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数实现氮肥的按需分施。2.如权利要求1所述的耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，其特征在于：所述土壤氮传感器布设在大豆种植坑的内侧靠近中心处，由土壤氮传感器芯片、三维姿态传感器芯片、中央处理模块、无线通讯模块、电源模块集成所得。3.如权利要求1所述的耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，其特征在于：所述的氮浓度参数携带三维姿态参数，基于三维姿态参数的变化情况可以大致的推断出大豆根系的生长情况。4.如权利要求1所述的耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，其特征在于：所述环形管圈埋设在大豆种植坑开口外周，其下底面布设有若干带吸水纤维的出液口，环形管圈表面覆土3cm，氮肥输送锚杆插设在大豆种植坑开口外周一侧，内设加压泵，通过带电磁阀的硬管与环形施肥管相连通。5.如权利要求1所述的耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，其特征在于：还包括一plc控制器，用于根据土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数推算出大豆根系的大致生长情况，然后基于土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数及大豆根系的大致生长情况以及大豆当前生长期对应的氮素需求量估算出每一株大豆的氮肥需求量，基于每一株大豆的氮素需求量控制所述氮肥供给箱经带电磁阀、流量计的管路为每一个氮肥输送锚杆配置对应的氮肥。6.如权利要求1所述的耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，其特征在于：每一个氮肥输送锚杆顶端均配置一泄压阀。7.如权利要求1所述的耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，其特征在于：所述氮肥由硝酸铵/硫酸铵与海藻精复配所得，其中，按质量比计，硝酸铵/硫酸铵∶海藻精＝10∶1～3。

技术总结
本发明涉及大豆种植领域，具体涉及一种耐密、抗倒伏高产大豆氮肥分施控制系统，包括：布设在大豆种植坑内土壤氮传感器，用于实现大豆根系周围氮浓度参数的实时反馈；布设在大豆种植坑开口周围的分施控制管路，包括环形施肥管、与环形施肥管通过电磁阀相连的氮肥输送锚杆、与氮肥输送锚杆通过的电磁阀、流量计相连的氮肥供给箱，用于根据土壤氮传感器反馈的大豆根系周围氮浓度参数实现氮肥的按需分施。本发明实现了氮肥的科学按需分施，在避免氮肥浪费的同时，实现大豆的高产。实现大豆的高产。实现大豆的高产。


技术研发人员：马春梅 吕晓晨 李贺 单福昕
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：2022.05.30
技术公布日：2022/8/5