基于组件式GIS的县域水稻精确施氮决策支持系统的开发与应用

【摘要】： 本文以地处苏中的姜堰市为例,通过土壤养分测定与不施氮空白区试验,初步明确了该市土壤养分状况,分析了不同土种土壤氮等养分与水稻基础产量的关系,建立了不同土种不施氮空白区水稻基础产量模型,并进一步明晰了适于当地应用的水稻精确施氮三参数,即:目标产量100 kg籽粒吸氮量、土壤当季供氮量(基础产量及100 kg籽粒吸氮量)、氮肥当季利用率,进而开发出了基于组件式GIS的县域水稻精确施氮决策支持系统V1.0。主要研究结果如下: 1、运用GIS技术,制作了姜堰市土壤图,并结合GPS定位测土,运用克吕金(Kriging)空间插值方法对土壤中的有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等养分含量进行空间插值,初步实现了县域土壤主要养分的精确量化,为在全市范围内扩大应用水稻因土精确施氮技术创造了条件。 2、通过对不同土种土壤养分测定与不施氮肥空白区试验,分析了不同土种土壤氮素等养分与水稻基础产量的关系,研究不同土种不施氮肥空白区每100 kg基础产量稻谷需氮量及土壤氮当季利用率。结果表明:(1)水稻土类4个土种土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量及不施氮肥空白区水稻基础产量明显高于潮土类4个土种,速效磷含量两者较为接近;(2)同一土种不同农田土壤中全氮、有机质与碱解氮的含量相对稳定,空间变异相对较小;(3) 8个土种土壤有机质含量与水稻基础产量均呈极显著正相关;(4) 8个土种土壤有机质含量均对不施氮空白区水稻基础产量起关键作用,且极显著大于全氮、碱解氮、速效磷、速效钾所起的作用;(5)根据土壤养分测定与不施氮肥空白区试验结果,建立了不同土种不施氮肥空白区水稻基础产量模型,模拟值与实测值吻合度较高;(6)潮土类4个土种不施氮肥空白区每100 kg稻谷平均需氮量为1.48 kg,水稻土类4个土种则为1.69 kg。(7)潮土类4个土种土壤氮肥当季平均利用率为46.4%,而水稻土类4个土种土壤氮肥当季平均利用率为41.6%。 3、在上述研究基础上,基于面向对象的可视化编程语言Visual Basic 6.0,及组件式GIS开发平台——SuperMap Objects 5.2和Access 2003数据库软件进行了县域水稻精确施氮决策支持系统的开发。系统将查询检索、空间分析、数据集管理、专题地图创建、精确施氮决策、学习辅导等多种功能无缝集成,具备了县域水稻精确施氮决策支持系统应有的功能,可为用户提供较为可靠的决策支持服务,也可为同一地区县域水稻精确施氮决策支持系统的建立提供参考。