农业机械学报

作者：王金峰，吕振阳，赵敏义，王震涛

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：水稻;侧深变量施肥;处方图;双变量控制;智能决策

基金：国家重点研发计划项目（2021YFD200060502）和财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系岗位科学家项目（CARS-01-44）

为解决水稻侧深施肥过程中由于缺乏科学处方与智能决策而造成的肥料资源浪费、无法实现空间差异化肥力补给的问题，本文设计了一种基于处方图的水稻侧深变量施肥控制系统。结合排肥理论分析得出变量施肥作业中影响排肥量的可控因素(排肥轴转速、外槽轮工作长度、机组前进速度)，探究施肥控制策略，构建并训练基于神经网络的智能决策模型；利用土壤养分平衡法结合克里金空间插值法在ArcGIS中生成施肥处方图；最后设计水稻侧深变量施肥控制系统并集成到水稻插秧机上，开展性能测试试验。双变量控制模型肥量控制精度试验结果表明，最大排肥误差为3.27%，最小误差为0.06%，总平均误差为1.23%。目标施肥量播量准确性试验结果表明，尿素、磷酸二胺、硫酸钾、掺混复合肥平均播量误差分别为4.60%、4.41%、4.18%和3.66%，平均示量误差分别为5.04%、4.83%、3.81%和4.84%。基于电子处方图的田间试验中系统获取有效定位信息54 867个，定位错误点数6个，均发生在田块边界附近，分区定点变量施肥平均播量误差为4.23%。结果表明集成创制的水稻插秧侧深变量施肥一体机具有较高的播量精度和稳定性，控制系统具有较高的肥量控制精度，利用电子处方图指导施肥作业切实可靠，可实现插秧智能变量施肥一体化作业。

来源：2024年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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