確定要施用的量的方法及實(shí)施該方法的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于分配要施用的量的方法，其中預(yù)先設(shè)定特性，例如線性特性，可以根據(jù)生長狀態(tài)從該特性讀出要施用的量。所述特性可以由用戶手工校正。根據(jù)本發(fā)明，要施用的量可以根據(jù)產(chǎn)量潛力而確定。
【專利說明】確定要施用的量的方法及實(shí)施該方法的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及確定及分配要施用的量的方法以及實(shí)施所述方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，特別是在精細(xì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，最大的挑戰(zhàn)之一就是特定地分配生產(chǎn)用品或活性劑例如殺菌劑、除草劑、肥料等。在分區(qū)中，其中應(yīng)當(dāng)盡可能避免過量供給和供給不足。例如就肥料而言，過量施肥從生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看都是問題。在施肥不足的情況下，地塊(plot)的產(chǎn)量減少以至不得不力求按需優(yōu)化的施肥。
[0003]由于土壤的異質(zhì)性以及微氣候，來自土壤的養(yǎng)分的生產(chǎn)力和可用度在一個(gè)地塊中有所變化。所述的異質(zhì)性結(jié)果是植物的不同生長，通常，形成差異化的產(chǎn)量和肥料的相應(yīng)不同需求以及其他生產(chǎn)材料的需求。目前在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中肥料的量在整個(gè)地塊中以統(tǒng)一劑量分配——所述異質(zhì)性經(jīng)常不被加以考慮。這種統(tǒng)一施肥導(dǎo)致在單個(gè)分區(qū)中伴有伴生缺陷的或多或少過量供給或供給不足。同樣地，對于其他生產(chǎn)材料例如殺菌劑、生長調(diào)節(jié)劑等的分配加以必要的修改。
[0004]在各分區(qū)中特別的施肥系統(tǒng)是已知的，其中通過傳感器檢測植物的養(yǎng)分狀況，之后響應(yīng)于傳感器信號，例如植被指數(shù)以及在機(jī)載計(jì)算機(jī)上可用的特定分區(qū)數(shù)據(jù)，來計(jì)算肥料需求。基于肥料需求，生成用于肥料計(jì)量設(shè)備(撒播機(jī))的控制信號。該種解決方案在例如，DE19913971A1中公開。
[0005] 在這些解決方案中，傳感器不得不在啟動前校準(zhǔn)以計(jì)算基于植被指數(shù)的肥料量。這可以，例如，通過所謂的具有眾多缺點(diǎn)的氮檢測器來執(zhí)行。然而，這樣的氮檢測器基本上只是一種輔助。氮檢測器的使用極其復(fù)雜并需要一定的經(jīng)驗(yàn)。氮檢測器測量穿過植物葉子的透光性。這個(gè)值與葉綠素含量以及含氮量密切相關(guān)但與生物質(zhì)的量無關(guān)。對于肥料等級很重要的氮吸收性是基于含氮量以及生物質(zhì)計(jì)算的。本文中的問題是氮吸收性更多地取決于植物的生物質(zhì)而不是含氮量。如前所述，當(dāng)用所述系統(tǒng)評定肥料時(shí)，現(xiàn)場的生產(chǎn)力沒有被考慮進(jìn)去。然而這個(gè)生產(chǎn)力對養(yǎng)分需求的影響大于植物中含氮量的變化。通常植物在低產(chǎn)量分區(qū)對氮需求較低——由于其它產(chǎn)量限制參數(shù)因此在這些分區(qū)即使少量的氮對于最佳生長也已充足，以致當(dāng)生產(chǎn)力沒有被考慮時(shí)這些分區(qū)經(jīng)常被過量施肥。另一方面，高產(chǎn)量分區(qū)趨向于肥料供應(yīng)不足。
[0006]此外，所述傳感器的測量值極依賴于品種，這就是為什么還需要提供所謂的品種校正表。然而，因?yàn)槊磕昶贩N的多元化由聯(lián)邦植物品種局認(rèn)定，所以相應(yīng)地所述品種校對表不得不每年更新，這進(jìn)一步妨礙了傳感器的操作。
[0007]通過ISARIA?品牌 申請人:提供考慮了產(chǎn)量潛力的冬小麥絕對標(biāo)定以及施肥系統(tǒng)。然而，所述施肥系統(tǒng)只能有所保留地用于其它農(nóng)作物品種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]與此相比，本發(fā)明的目的是提供一種用于確定或用于分配要施用的量的方法以及實(shí)施該方法的設(shè)備，通過其促進(jìn)了生產(chǎn)用品的基于需求的應(yīng)用。
[0009]這一目的通過權(quán)利要求1的相應(yīng)的方法特征以及通過權(quán)利要求6相應(yīng)的設(shè)備特征來實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)形成從屬權(quán)利要求的主題。
[0011]用于確定及分配要施用的量的方法的基本版本如下:
[0012]系統(tǒng)的單點(diǎn)標(biāo)定(校準(zhǔn)):農(nóng)戶覆蓋地塊中任意位置的特定距離(標(biāo)定的手動啟動與停止)，通過適合的傳感器在那里創(chuàng)建植被指數(shù)并對這個(gè)位置(對所創(chuàng)建的測量值)分配要施用的量，例如肥料的量(公斤氮/公頃為單位)。
[0013]作為包括這對值(比較指數(shù)以及所分配的要施用的量)的控制曲線的標(biāo)準(zhǔn)梯度，確定初始梯度(在施肥時(shí)例如-6 (也就是對于測量值的每個(gè)變化-6公斤氮/公頃)，這是經(jīng)由8.5噸/公頃產(chǎn)量水平的EC32的梯度)。梯度的值顯示在工作屏上。
[0014]之后，農(nóng)戶啟動應(yīng)用，例如用預(yù)定的梯度施肥。如果傳感器或者設(shè)備執(zhí)行太少或太多所要分配量的控制，則農(nóng)戶可以通過工作屏上的+/_鍵，來增加或減少梯度——比如每次為I—。因此他/她每次每個(gè)單元地改變測量值的變化的梯度(也就是梯度變得更陡或更平緩)。梯度即可以選擇為正向的(產(chǎn)量方向)也可以負(fù)向的(均質(zhì)化)。特性仍然通過初始地創(chuàng)建的一對值來擴(kuò)展。
[0015]農(nóng)戶可以調(diào)節(jié)已經(jīng)預(yù)先已知的標(biāo)定設(shè)定因而無需標(biāo)定通道。
[0016]此外農(nóng)戶有可能通過+/_鍵來增加或減少要施用的量(這對應(yīng)于控制曲線的平行位移)。
[0017]為了在數(shù)據(jù)存儲器中限制所要分配的量，可以對所要分配的各自的量定義不能被超出或低于的上限和/或下限。
[0018]應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)在得以標(biāo)定(單點(diǎn)標(biāo)定)。
[0019]優(yōu)選地為了訂單，將產(chǎn)量潛力圖存儲在計(jì)算機(jī)中，例如在平板電腦中。
[0020]農(nóng)戶在特殊位置執(zhí)行前述“單點(diǎn)標(biāo)定”。
[0021]由于儲存的產(chǎn)量潛力圖，可以確定標(biāo)定位置的產(chǎn)量潛力。=> 之后，用對應(yīng)的產(chǎn)量潛力XX的測量值來對應(yīng)于要施用的量，例如11公斤/公頃的肥料量。
[0022]如果傳感器現(xiàn)在進(jìn)入另一產(chǎn)量區(qū)，則計(jì)算的要施用的量不得不以適當(dāng)?shù)募訙p來解決(對應(yīng)于控制曲線的平行位移)，以便執(zhí)行適應(yīng)于產(chǎn)量潛力圖讀出的其他產(chǎn)量潛力。所述加減能直接由農(nóng)戶預(yù)先確定。
[0023]之后，要施用的量響應(yīng)于由傳感器檢測出的植被指數(shù)，被從校準(zhǔn)特性中讀出并經(jīng)由計(jì)量設(shè)備等加以分配。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括傳感器，通過其可以檢測例如與生長狀態(tài)密切相關(guān)的植被指數(shù)。設(shè)備進(jìn)一步被設(shè)計(jì)成使得要施用的量(必須的肥料或待分配的肥料量)可以響應(yīng)于由傳感器間接或直接檢測出的生長狀態(tài)，例如養(yǎng)分狀態(tài)，利用單點(diǎn)標(biāo)定中的定義的特性的輔助，從數(shù)據(jù)存儲器中讀出。
[0025]此外，設(shè)備被配置成具有校正裝置，其允許梯度和/或進(jìn)程的手動改變，特別是定義在單點(diǎn)標(biāo)定中的特性的平行位移，以避免分配的要施用的量的過度調(diào)整或調(diào)整不足。
[0026]控制范圍可通過定義要施用的量的上限或下限而額外地加以限制。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備因此取決于在軟件和硬件方面具有最小影響的經(jīng)驗(yàn)值允許傳感器系統(tǒng)的標(biāo)定或要施用的量的分配。
[0028]這樣的設(shè)備可與用于分配要施用的量的應(yīng)用設(shè)備結(jié)合，要施用的量例如為肥料的量，其根據(jù)本發(fā)明的方法確定。
[0029]前邊概述的單點(diǎn)標(biāo)定可在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。前述單點(diǎn)標(biāo)定優(yōu)選只在一個(gè)產(chǎn)量潛力區(qū)中實(shí)現(xiàn)，其中在其他區(qū)域，特性隨后通過加減，也就是通過從單點(diǎn)標(biāo)定得出的特性的平行位移來加以確定。
【具體實(shí)施方式】
[0030]僅有的附圖圖示了在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的特性，其中所述特性示出了 IRMI上要施用的量的依賴性。IRMI是通過應(yīng)用前述與農(nóng)作物的生長狀態(tài)非常相關(guān)的ISARIA系統(tǒng)而確定的植被指數(shù)。在示出的實(shí)施例中使用了線性特性，然而基本上特性的其他類型也可以作為基礎(chǔ)，其中各自的調(diào)整由農(nóng)戶執(zhí)行。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的方法將以實(shí)施例的方式在下文中圖示，在該實(shí)施例中作為應(yīng)用對肥料進(jìn)行分配。原則上，相同的方法也可以用在使用其他生產(chǎn)用品上，例如殺菌劑，生長調(diào)節(jié)劑，干燥劑。
[0032]根據(jù)前述說明，首先農(nóng)戶前往地塊上的特定位置并借助于在此的傳感器確定生長狀態(tài)，即施肥期間的養(yǎng)分狀態(tài)。在所述的實(shí)施例中使用植被指數(shù)“IRMI”。當(dāng)然，其他指數(shù)也可以用于表征養(yǎng)分狀態(tài)。在示出的實(shí)施例中“24.5”的生長狀態(tài)(植被指數(shù))由傳感器測量出。之后農(nóng)戶對這個(gè)測量值分配預(yù)定的要施用的量(肥料的量)，在示出的實(shí)施例中稍微大于65千克/公頃。取決于應(yīng)用，要施用的量也可以用升/公頃表示。如前文說明的，假定具有延伸穿過這對值(生長狀態(tài)、要施用的量)的預(yù)定梯度的線性特性。用這個(gè)預(yù)定梯度和特性的標(biāo)定，得出了例如在“20”的生長狀態(tài)等于20千克/公頃的要施用的量。
[0033]正如在開 始已經(jīng)解釋的，為了限制控制范圍，可以預(yù)先確定上限和下限，其中在示出的實(shí)施例中下限是40公斤/公頃的要施用的量，而上限設(shè)定到80公斤/公頃。也就是說，要分配的要施用的量被限制在下限和上限之間的范圍內(nèi)。因此，在這個(gè)實(shí)施例中40千克/公頃的要施用的量通常分配用于從20到22的植被指數(shù)IRMI的值。對于大于26的IRMI值要施用的量通常是80千克/公頃。當(dāng)通過上限和下限限制控制范圍時(shí)，這樣得出了特性的近似Z形進(jìn)程，平行部分由上限和下限預(yù)定，而插入的傾斜部分由特性的梯度來定義。
[0034]沒有這些上限和/或下限，特性以恒定梯度連續(xù)地延伸。在示出的實(shí)施例中，假定線性特性/控制曲線?；旧弦部梢圆捎貌煌倪M(jìn)程作為基礎(chǔ)，然而，其之后可以響應(yīng)于用戶的經(jīng)驗(yàn)值近似地加以調(diào)整。原則上，也可以只預(yù)定下限或只預(yù)定上限。
[0035]在前文描述的根據(jù)本發(fā)明方法的單點(diǎn)標(biāo)定后，要施用的量(肥料的量)之后被分配。
[0036]當(dāng)然，可以使用不同于IRMI的植被指數(shù)和/或不同的傳感器以確定要施用的量。
[0037]為了調(diào)整分配的要施用的量，農(nóng)戶可以基于他/她的經(jīng)驗(yàn)改變控制曲線的梯度(比較圖1)。作為選擇或額外的，通過設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的硬件或軟件側(cè)的“鍵”，農(nóng)戶可以進(jìn)一步增加或減少要施用的量，其導(dǎo)致了示出在圖1中的特性的平行位移(比較圖1中的虛線)。在圖示的實(shí)施例中，假定了線性特性/控制曲線。原則上，不同的進(jìn)程可以作為基礎(chǔ)。[0038]如前邊解釋的，在根據(jù)本發(fā)明的方法中假設(shè)也根據(jù)地塊的產(chǎn)量潛力，分配要施用的量。為此，將各個(gè)地塊的產(chǎn)量潛力圖存儲在存儲器中(地圖疊置)。隨后，農(nóng)戶在產(chǎn)量區(qū)(部分地塊)中執(zhí)行前述單點(diǎn)標(biāo)定。一旦到達(dá)不同的產(chǎn)量區(qū)(其基于存儲在存儲器中的產(chǎn)量潛力圖來識別)，則借助校正特性計(jì)算的要施用的量可以用前述方法中的加減得以解決——也就是之后以圖1中示出的根據(jù)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產(chǎn)量潛力的方式位移所述特性。增加和減少的量由用戶預(yù)先設(shè)定。
[0039]本發(fā)明公開了一種用于分配要施用的量的方法，其中預(yù)先設(shè)定了特性，例如線性特性，可以根據(jù)生長狀態(tài)從該特性讀出要施用的量。所述特性可以由用戶手工校正。根據(jù)本發(fā)明，要施用的量可以根據(jù)產(chǎn)量潛力而確定。
【權(quán)利要求】
1.一種取決于檢測的農(nóng)作物生長狀態(tài)確定要施用的量的方法:包括以下步驟: 讀取或確定地塊區(qū)域中的生長狀態(tài)； 針對所述生長狀態(tài)分配要施用的量； 預(yù)先設(shè)定包括用于讀取取決于所述生長狀態(tài)所需的要施用的量的前述數(shù)據(jù)的特性的標(biāo)準(zhǔn)梯度或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程； 如果所分配的要施用的量與經(jīng)驗(yàn)值不對應(yīng)，則手動校正所述特性的梯度或進(jìn)程， 其中當(dāng)確定所述要施用的量時(shí)，能夠考慮各個(gè)地塊的產(chǎn)量潛力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對于特定分區(qū)通過傳感器來檢測所述生長狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中借助于檢測植被指數(shù)(IRMI)的傳感器來確定所述生長狀態(tài)。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中將不能被超出或低于的所要分配的應(yīng)用量的上限和/或下限存儲在數(shù)據(jù)存儲器中。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括步驟: 借助于應(yīng)用系統(tǒng)，分配從取決于每次所確定的生長狀態(tài)的特性讀出的要施用的量。
6.一種用于實(shí)施根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述方法的設(shè)備，包括:用于間接或直接檢測養(yǎng)分狀態(tài)的傳感器，包括用于存儲特性的數(shù)據(jù)存儲器，從所述特性能夠讀出取決于生長狀態(tài)的應(yīng)用需求，還包括用`于手動校正所述特性的梯度或進(jìn)程的校正裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中將所要分配的施加量的上限和/或下限存儲在所述數(shù)據(jù)存儲器中。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中將分配肥料作為應(yīng)用，而所述生長狀態(tài)是養(yǎng)分狀態(tài)。
【文檔編號】A01C21/00GK103635077SQ201280024019
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月18日
【發(fā)明者】伯恩哈特·力姆布魯納 申請人:喬治弗里茨邁爾兩合公司