一种生态农业信息服务管理系统

本发明涉及信息管理，更具体地说，本发明涉及一种生态农业信息服务管理系统。

背景技术：

1、生态农业信息包括关于生态农业系统中各种要素、过程和管理的数据、知识以及与农业生产、环境保护和可持续发展相关的信息，有助于实现更科学、高效、环保的农业生产。随着时代的发展，生态农业信息中的农业碳排放呈现增长趋势，农业碳排放源包括化肥、农药、农膜、柴油、灌溉以及农业播耕，经研究发现化肥为农业碳排放的主要排放源。农户对化肥的使用常伴有多施肥农作物长得好的理念，但过量施肥不但会带来经济负担以及环境污染，还会造成作物品质下降，常见的农业肥料包括化学合成肥料、有机肥料和矿物肥料，其中化学合成肥料中的尿素最为常见，因此，通过分析尿素施肥的最佳量，由此解决农户对施肥量把控不当的问题，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种生态农业信息服务管理系统，通过动态调整尿素施肥量，能够提高施肥效益，以确保作物获得足够的养分；通过确定最佳施肥量和碳排放量，使农户能够更智能地管理施肥量，有助于降低资源浪费，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种生态农业信息服务管理系统，包括施肥指标收集模块、施肥量计算模块、数据集构建模块、最佳施肥量确定模块以及碳排放量计算模块，施肥指标收集模块用于在作物不同生长阶段，收集作物目标产量、土壤中已有的氮素含量以及尿素化肥中的氮素含量；施肥量计算模块用于根据不同生长阶段的作物目标产量、土壤中已有的氮素含量以及尿素化肥中的氮素含量，计算 m个生长阶段对应的尿素施肥量；数据集构建模块用于对 m个生长阶段对应的尿素施肥量由大到小进行排序，构成尿素施肥量数据集，；最佳施肥量确定模块用于将尿素施肥量数据集中的最大尿素施肥量以及最小尿素施肥量去除后，确定剩余个尿素施肥量的施肥平均值，施肥平均值作为最佳施肥量；碳排放量计算模块用于根据最佳施肥量计算最佳施肥量的碳排放量，施肥平均值作为最佳施肥量，最佳施肥量的确定公式为：

4、。

5、式中：为最佳施肥量， m为第 m个生长阶段，为第个生长阶段的尿素施肥量。

6、作为本发明的进一步方案，施肥量计算模块的尿素施肥量的计算公式为：

7、。

8、式中：为尿素施肥量，为施肥量调控因子，为作物目标产量，为土壤中已有的氮素含量，为尿素化肥中的氮素含量，为单位尿素化肥施用的碳排放因子，为单位质量尿素化肥施用的碳排放量，为单位尿素化肥中的氮素含量。

9、作为本发明的进一步方案，碳排放因子数值小表示尿素化肥的生产和施用对环境的影响小，碳排放因子数值大则表示尿素化肥的生产和施用对环境的影响大。

10、作为本发明的进一步方案，碳排放量计算模块的最佳施肥量的碳排放量的计算公式为：

11、。

12、式中：为最佳施肥量的碳排放量，为转化系数，为尿素施肥量，为尿素施肥量中的碳含量，为土壤碳吸收量。

13、作为本发明的进一步方案，最佳施肥量中的碳含量的计算公式为：

14、最佳施肥量中的碳含量=碳的摩尔质量/尿素的摩尔质量。

15、作为本发明的进一步方案，转化系数范围为（0，1），当转化系数接近于1时，表示较多的尿素肥料中的氮在施用后，通过氨化和氨的氮氧化过程转化为氮氧化物，导致氮的损失较大，从而导致碳排放量高；当转化系数接近于0时，表示较少的尿素中的氮通过氨化和氨的氮氧化过程转化为氮氧化物，导致氮的损失较小，从而导致碳排放量低。

16、作为本发明的进一步方案，土壤碳吸收量的计算公式为：

17、。

18、式中：为土壤碳吸收量，为作物的碳吸收率，为作物含水率，为作物根冠比系数。

19、作为本发明的进一步方案，最佳施肥量确定模块包括筛选单元、数据集更新单元、施肥量实时排列单元、再次筛选单元、最佳施肥量确定单元、预设判断单元以及返回单元。

20、作为本发明的进一步方案，所述预设判断单元与返回单元以及筛选单元分别相连接，筛选单元与数据集更新单元相连接，数据集更新单元与施肥量实时排列单元以及最佳施肥量确定单元分别相连接，施肥量实时排列单元与再次筛选单元相连接，再次筛选单元与最佳施肥量确定单元相连接。

21、作为本发明的进一步方案，筛选单元用于筛选出尿素施肥量数据集中的最小尿素施肥量以及最大尿素施肥量；数据集更新单元用于当在第个生长阶段的尿素施肥量大于最小尿素施肥量或小于最大尿素施肥量时，剔除最小尿素施肥量或最大尿素施肥量，并将第个生长阶段的尿素施肥量计入尿素施肥量数据集中，组成更新后的尿素施肥量数据集。

22、作为本发明的进一步方案，施肥量实时排列单元用于对更新后的尿素施肥量数据集中的数据由大到小进行排序；再次筛选单元用于筛选出更新后的尿素施肥量数据集中的最小尿素施肥量以及最大尿素施肥量；最佳施肥量确定单元用于确定剩余个尿素施肥量的施肥平均值，施肥平均值作为最佳施肥量。

23、作为本发明的进一步方案，预设判断单元用于当环境符合预设条件时，清除尿素施肥量数据集，并传递返回信息至返回单元；返回单元用于返回施肥指标收集模块，以使施肥指标收集模块重新执行在作物不同生长阶段，收集作物目标产量、土壤中已有的氮素含量以及尿素化肥中的氮素含量。

24、作为本发明的进一步方案，施肥指标收集模块与施肥量计算模块相连接，施肥量计算模块与数据集构建模块相连接，数据集构建模块与最佳施肥量确定模块相连接，最佳施肥量确定模块与碳排放量计算模块相连接。

25、本发明的有益效果是：本发明通过计算作物各生长阶段对应的尿素施肥量，构成尿素施肥量数据集，将尿素施肥量数据集中的最大尿素施肥量以及最小尿素施肥量去除后，确定剩余尿素施肥量的施肥平均值作为最佳施肥量；本发明通过动态调整尿素施肥量，能够提高施肥效益，以确保作物获得足够的养分；本发明通过确定最佳施肥量和碳排放量，使农户能够更智能地管理施肥量，有助于降低资源浪费。

技术特征：

1.一种生态农业信息服务管理系统，包括施肥指标收集模块、施肥量计算模块、数据集构建模块、最佳施肥量确定模块以及碳排放量计算模块，其特征在于，施肥指标收集模块用于在作物不同生长阶段，收集作物目标产量、土壤中已有的氮素含量以及尿素化肥中的氮素含量；施肥量计算模块用于根据不同生长阶段的作物目标产量、土壤中已有的氮素含量以及尿素化肥中的氮素含量，计算m个生长阶段对应的尿素施肥量；数据集构建模块用于对m个生长阶段对应的尿素施肥量由大到小进行排序，构成尿素施肥量数据集，；最佳施肥量确定模块用于将尿素施肥量数据集中的最大尿素施肥量以及最小尿素施肥量去除后，确定剩余个尿素施肥量的施肥平均值，施肥平均值作为最佳施肥量；碳排放量计算模块用于根据最佳施肥量计算最佳施肥量的碳排放量，施肥平均值作为最佳施肥量，最佳施肥量的确定公式为：

2.根据权利要求1所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，施肥量计算模块的尿素施肥量的计算公式为：

3.根据权利要求1所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，碳排放量计算模块的最佳施肥量的碳排放量的计算公式为：

4.根据权利要求3所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，土壤碳吸收量的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，最佳施肥量确定模块包括筛选单元、数据集更新单元、施肥量实时排列单元、再次筛选单元、最佳施肥量确定单元、预设判断单元以及返回单元。

6.根据权利要求5所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，所述预设判断单元与返回单元以及筛选单元分别相连接，筛选单元与数据集更新单元相连接，数据集更新单元与施肥量实时排列单元以及最佳施肥量确定单元分别相连接，施肥量实时排列单元与再次筛选单元相连接，再次筛选单元与最佳施肥量确定单元相连接。

7.根据权利要求5所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，筛选单元用于筛选出尿素施肥量数据集中的最小尿素施肥量以及最大尿素施肥量；数据集更新单元用于在当第个生长阶段的尿素施肥量大于最小尿素施肥量或小于最大尿素施肥量时，剔除最小尿素施肥量或最大尿素施肥量，并将第个生长阶段的尿素施肥量计入尿素施肥量数据集中，组成更新后的尿素施肥量数据集。

8.根据权利要求5所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，施肥量实时排列单元用于对更新后的尿素施肥量数据集中的数据由大到小进行排序；再次筛选单元用于筛选出更新后的尿素施肥量数据集中的最小尿素施肥量以及最大尿素施肥量；最佳施肥量确定单元用于确定剩余个尿素施肥量的施肥平均值，施肥平均值作为最佳施肥量。

9.根据权利要求5所述的一种生态农业信息服务管理系统，其特征在于，预设判断单元用于当环境符合预设条件时，清除尿素施肥量数据集，并传递返回信息至返回单元；返回单元用于返回施肥指标收集模块，以使施肥指标收集模块重新执行在作物不同生长阶段，收集作物目标产量、土壤中已有的氮素含量以及尿素化肥中的氮素含量。

技术总结
本发明涉及信息管理技术领域，具体公开了一种生态农业信息服务管理系统，包括施肥指标收集模块、施肥量计算模块、数据集构建模块、最佳施肥量确定模块以及碳排放量计算模块；本发明用于解决农户对施肥量把控不当的问题，通过计算作物各生长阶段对应的尿素施肥量，构成尿素施肥量数据集，将尿素施肥量数据集中的最大尿素施肥量以及最小尿素施肥量去除后，确定剩余尿素施肥量的施肥平均值作为最佳施肥量；本发明通过动态调整尿素施肥量，能够提高施肥效益，以确保作物获得足够的养分；通过确定最佳施肥量和碳排放量，使农户能够更智能地管理施肥量，有助于降低资源浪费。

技术研发人员：顾海燕,刘小飞,刘萍,王雪,王运坤
受保护的技术使用者：山东商务职业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21