确定要施用的量的方法及实施该方法的设备的制作方法

确定要施用的量的方法及实施该方法的设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于分配要施用的量的方法，其中预先设定特性，例如线性特性，可以根据生长状态从该特性读出要施用的量。所述特性可以由用户手工校正。根据本发明，要施用的量可以根据产量潜力而确定。
【专利说明】确定要施用的量的方法及实施该方法的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及确定及分配要施用的量的方法以及实施所述方法的设备。
【背景技术】
[0002]在农业生产中，特别是在精细农业领域中，最大的挑战之一就是特定地分配生产用品或活性剂例如杀菌剂、除草剂、肥料等。在分区中，其中应当尽可能避免过量供给和供给不足。例如就肥料而言，过量施肥从生态学和经济学角度看都是问题。在施肥不足的情况下，地块(plot)的产量减少以至不得不力求按需优化的施肥。
[0003]由于土壤的异质性以及微气候，来自土壤的养分的生产力和可用度在一个地块中有所变化。所述的异质性结果是植物的不同生长，通常，形成差异化的产量和肥料的相应不同需求以及其他生产材料的需求。目前在农业实践中肥料的量在整个地块中以统一剂量分配——所述异质性经常不被加以考虑。这种统一施肥导致在单个分区中伴有伴生缺陷的或多或少过量供给或供给不足。同样地，对于其他生产材料例如杀菌剂、生长调节剂等的分配加以必要的修改。
[0004]在各分区中特别的施肥系统是已知的，其中通过传感器检测植物的养分状况，之后响应于传感器信号，例如植被指数以及在机载计算机上可用的特定分区数据，来计算肥料需求。基于肥料需求，生成用于肥料计量设备(撒播机)的控制信号。该种解决方案在例如，DE19913971A1中公开。
[0005] 在这些解决方案中，传感器不得不在启动前校准以计算基于植被指数的肥料量。这可以，例如，通过所谓的具有众多缺点的氮检测器来执行。然而，这样的氮检测器基本上只是一种辅助。氮检测器的使用极其复杂并需要一定的经验。氮检测器测量穿过植物叶子的透光性。这个值与叶绿素含量以及含氮量密切相关但与生物质的量无关。对于肥料等级很重要的氮吸收性是基于含氮量以及生物质计算的。本文中的问题是氮吸收性更多地取决于植物的生物质而不是含氮量。如前所述，当用所述系统评定肥料时，现场的生产力没有被考虑进去。然而这个生产力对养分需求的影响大于植物中含氮量的变化。通常植物在低产量分区对氮需求较低——由于其它产量限制参数因此在这些分区即使少量的氮对于最佳生长也已充足，以致当生产力没有被考虑时这些分区经常被过量施肥。另一方面，高产量分区趋向于肥料供应不足。
[0006]此外，所述传感器的测量值极依赖于品种，这就是为什么还需要提供所谓的品种校正表。然而，因为每年品种的多元化由联邦植物品种局认定，所以相应地所述品种校对表不得不每年更新，这进一步妨碍了传感器的操作。
[0007]通过ISARIA?品牌 申请人:提供考虑了产量潜力的冬小麦绝对标定以及施肥系统。然而，所述施肥系统只能有所保留地用于其它农作物品种。

【发明内容】

[0008]与此相比，本发明的目的是提供一种用于确定或用于分配要施用的量的方法以及实施该方法的设备，通过其促进了生产用品的基于需求的应用。
[0009]这一目的通过权利要求1的相应的方法特征以及通过权利要求6相应的设备特征来实现。
[0010]本发明的进一步改进的优点形成从属权利要求的主题。
[0011]用于确定及分配要施用的量的方法的基本版本如下:
[0012]系统的单点标定(校准):农户覆盖地块中任意位置的特定距离(标定的手动启动与停止)，通过适合的传感器在那里创建植被指数并对这个位置(对所创建的测量值)分配要施用的量，例如肥料的量(公斤氮/公顷为单位)。
[0013]作为包括这对值(比较指数以及所分配的要施用的量)的控制曲线的标准梯度，确定初始梯度(在施肥时例如-6 (也就是对于测量值的每个变化-6公斤氮/公顷)，这是经由8.5吨/公顷产量水平的EC32的梯度)。梯度的值显示在工作屏上。
[0014]之后，农户启动应用，例如用预定的梯度施肥。如果传感器或者设备执行太少或太多所要分配量的控制，则农户可以通过工作屏上的+/_键，来增加或减少梯度——比如每次为I—。因此他/她每次每个单元地改变测量值的变化的梯度(也就是梯度变得更陡或更平缓)。梯度即可以选择为正向的(产量方向)也可以负向的(均质化)。特性仍然通过初始地创建的一对值来扩展。
[0015]农户可以调节已经预先已知的标定设定因而无需标定通道。
[0016]此外农户有可能通过+/_键来增加或减少要施用的量(这对应于控制曲线的平行位移)。
[0017]为了在数据存储器中限制所要分配的量，可以对所要分配的各自的量定义不能被超出或低于的上限和/或下限。
[0018]应用系统现在得以标定(单点标定)。
[0019]优选地为了订单，将产量潜力图存储在计算机中，例如在平板电脑中。
[0020]农户在特殊位置执行前述“单点标定”。
[0021]由于储存的产量潜力图，可以确定标定位置的产量潜力。=> 之后，用对应的产量潜力XX的测量值来对应于要施用的量，例如11公斤/公顷的肥料量。
[0022]如果传感器现在进入另一产量区，则计算的要施用的量不得不以适当的加减来解决(对应于控制曲线的平行位移)，以便执行适应于产量潜力图读出的其他产量潜力。所述加减能直接由农户预先确定。
[0023]之后，要施用的量响应于由传感器检测出的植被指数，被从校准特性中读出并经由计量设备等加以分配。
[0024]根据本发明的设备包括传感器，通过其可以检测例如与生长状态密切相关的植被指数。设备进一步被设计成使得要施用的量(必须的肥料或待分配的肥料量)可以响应于由传感器间接或直接检测出的生长状态，例如养分状态，利用单点标定中的定义的特性的辅助，从数据存储器中读出。
[0025]此外，设备被配置成具有校正装置，其允许梯度和/或进程的手动改变，特别是定义在单点标定中的特性的平行位移，以避免分配的要施用的量的过度调整或调整不足。
[0026]控制范围可通过定义要施用的量的上限或下限而额外地加以限制。
[0027]根据本发明的设备因此取决于在软件和硬件方面具有最小影响的经验值允许传感器系统的标定或要施用的量的分配。
[0028]这样的设备可与用于分配要施用的量的应用设备结合，要施用的量例如为肥料的量，其根据本发明的方法确定。
[0029]前边概述的单点标定可在极短的时间内实现。前述单点标定优选只在一个产量潜力区中实现，其中在其他区域，特性随后通过加减，也就是通过从单点标定得出的特性的平行位移来加以确定。
【具体实施方式】
[0030]仅有的附图图示了在根据本发明的方法中使用的特性，其中所述特性示出了 IRMI上要施用的量的依赖性。IRMI是通过应用前述与农作物的生长状态非常相关的ISARIA系统而确定的植被指数。在示出的实施例中使用了线性特性，然而基本上特性的其他类型也可以作为基础，其中各自的调整由农户执行。
[0031]根据本发明的方法将以实施例的方式在下文中图示，在该实施例中作为应用对肥料进行分配。原则上，相同的方法也可以用在使用其他生产用品上，例如杀菌剂，生长调节剂，干燥剂。
[0032]根据前述说明，首先农户前往地块上的特定位置并借助于在此的传感器确定生长状态，即施肥期间的养分状态。在所述的实施例中使用植被指数“IRMI”。当然，其他指数也可以用于表征养分状态。在示出的实施例中“24.5”的生长状态(植被指数)由传感器测量出。之后农户对这个测量值分配预定的要施用的量(肥料的量)，在示出的实施例中稍微大于65千克/公顷。取决于应用，要施用的量也可以用升/公顷表示。如前文说明的，假定具有延伸穿过这对值(生长状态、要施用的量)的预定梯度的线性特性。用这个预定梯度和特性的标定，得出了例如在“20”的生长状态等于20千克/公顷的要施用的量。
[0033]正如在开 始已经解释的，为了限制控制范围，可以预先确定上限和下限，其中在示出的实施例中下限是40公斤/公顷的要施用的量，而上限设定到80公斤/公顷。也就是说，要分配的要施用的量被限制在下限和上限之间的范围内。因此，在这个实施例中40千克/公顷的要施用的量通常分配用于从20到22的植被指数IRMI的值。对于大于26的IRMI值要施用的量通常是80千克/公顷。当通过上限和下限限制控制范围时，这样得出了特性的近似Z形进程，平行部分由上限和下限预定，而插入的倾斜部分由特性的梯度来定义。
[0034]没有这些上限和/或下限，特性以恒定梯度连续地延伸。在示出的实施例中，假定线性特性/控制曲线。基本上也可以采用不同的进程作为基础，然而，其之后可以响应于用户的经验值近似地加以调整。原则上，也可以只预定下限或只预定上限。
[0035]在前文描述的根据本发明方法的单点标定后，要施用的量(肥料的量)之后被分配。
[0036]当然，可以使用不同于IRMI的植被指数和/或不同的传感器以确定要施用的量。
[0037]为了调整分配的要施用的量，农户可以基于他/她的经验改变控制曲线的梯度(比较图1)。作为选择或额外的，通过设置在根据本发明的设备的硬件或软件侧的“键”，农户可以进一步增加或减少要施用的量，其导致了示出在图1中的特性的平行位移(比较图1中的虚线)。在图示的实施例中，假定了线性特性/控制曲线。原则上，不同的进程可以作为基础。[0038]如前边解释的，在根据本发明的方法中假设也根据地块的产量潜力，分配要施用的量。为此，将各个地块的产量潜力图存储在存储器中(地图叠置)。随后，农户在产量区(部分地块)中执行前述单点标定。一旦到达不同的产量区(其基于存储在存储器中的产量潜力图来识别)，则借助校正特性计算的要施用的量可以用前述方法中的加减得以解决——也就是之后以图1中示出的根据更大的要施用的量的向上方向或更小的要施用的量的向下方向的产量潜力的方式位移所述特性。增加和减少的量由用户预先设定。
[0039]本发明公开了一种用于分配要施用的量的方法，其中预先设定了特性，例如线性特性，可以根据生长状态从该特性读出要施用的量。所述特性可以由用户手工校正。根据本发明，要施用的量可以根据产量潜力而确定。
【权利要求】
1.一种取决于检测的农作物生长状态确定要施用的量的方法:包括以下步骤: 读取或确定地块区域中的生长状态； 针对所述生长状态分配要施用的量； 预先设定包括用于读取取决于所述生长状态所需的要施用的量的前述数据的特性的标准梯度或标准进程； 如果所分配的要施用的量与经验值不对应，则手动校正所述特性的梯度或进程， 其中当确定所述要施用的量时，能够考虑各个地块的产量潜力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对于特定分区通过传感器来检测所述生长状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其中借助于检测植被指数(IRMI)的传感器来确定所述生长状态。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中将不能被超出或低于的所要分配的应用量的上限和/或下限存储在数据存储器中。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括步骤: 借助于应用系统，分配从取决于每次所确定的生长状态的特性读出的要施用的量。
6.一种用于实施根据前述任一项权利要求所述方法的设备，包括:用于间接或直接检测养分状态的传感器，包括用于存储特性的数据存储器，从所述特性能够读出取决于生长状态的应用需求，还包括用`于手动校正所述特性的梯度或进程的校正装置。
7.根据权利要求6所述的设备，其中将所要分配的施加量的上限和/或下限存储在所述数据存储器中。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法或设备，其中将分配肥料作为应用，而所述生长状态是养分状态。
【文档编号】A01C21/00GK103635077SQ201280024019
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年5月16日 优先权日:2011年5月18日
【发明者】伯恩哈特·力姆布鲁纳 申请人:乔治弗里茨迈尔两合公司