科學施肥計算器的製作方法
2023-08-05 18:10:41 1
專利名稱：科學施肥計算器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種專用計算器，更確切地說是涉及一種用於計算施肥量的專用計算器。
長期以來農田肥料是按土地的肥沃狀況憑經驗施肥的，隨著氮、磷、鉀等化肥工業的發展及糧、油等經濟作物種植品種的增多，根據作物品種、土壤情況、肥料情況等進行科學施肥已成為農業生產的重要問題。
目前藉助於微機計算最佳施肥量一般是將肥料效應(回歸)方程輸入微機中，通過微分運算，求得肥料的最佳施用量，該方法雖能較客觀地反映具體條件下的肥料效應，但在使用中存在以下幾方面的缺點1)由於得到肥料效應回歸方程必須以田間試驗為基礎，因此為獲得大量的、可靠的數據，需耗費一定的資金和時間;
2)肥料效應回歸方程只反映具體條件下的肥料效應，因此具有嚴格的地域性，不能到處套用，即使是同一地區，受時間性限制也不能年年套用;
3)回歸、微分等運算增加了技術實施難度，尤其是一因素以上的二因素或三因素多水平回歸設計，更難於掌握，影響其推廣及普及使用;
4)微機價格相對昂貴，是廣大農民所不能承擔的。
本發明的目的是設計一種科學施肥計算器，用以克服上述缺點，具有操作簡單、體積小、價格低、易普及等特點。
本發明的科學施肥計算器，以平衡施肥理論為基礎設計，只需輸入有關土壤、作物、肥料方面的少量特徵參數，通過計算器內存程序的自行運算，即可獲得相應作物當季的氮、磷、鉀肥的最佳施肥量。
美國土壤學家Truog提出的目標產量法是目前國際上應用較廣泛的配方施肥方法，即以實現作物目標產量所需養份與土壤所能供應養份的差值作為補充養份的依據，其基礎公式是施肥量(純量)＝形成一定目標產量的作物攜出養分量-土壤可供養分量上述方法經多次修正，目前已發展為兩種化肥實物量的計算公式，即養份平衡法(見Ⅰ式)和地力差減法(見Ⅱ式)，分別適用於具備測土條件和不具備測土條件的地區使用。
a＝目標產量(kg/畝)×作物單位產量的養份吸收量(kg/100kg)b＝土壤養份測定值(ppm)×0.15×土壤養分利用係數(kg/畝)×土地利用係數c＝肥料中養份含量(%)×肥料利用率(%)施肥量(kg/畝)＝ (a-b)/(c) ……Ⅰ式e＝(目標產量-空白產量)(kg/畝)f＝作物單位產量的養份吸收量(kg/100kg)施肥量(kg/畝)＝ (e×f)/(c) ……Ⅱ式上兩式中，目標產量是指在一定生產條件下可能達到的高產水平，一般以前三年平均產量乘以一個適當的增產係數如1.05～1.20來確定(不能隨意無限增加)。空白產量是指作物不施肥時的產量。
目標產量法概念清楚，容易掌握，適於計算器操作，為實現本發明的目的提供了前提條件。但目標產量法中變動參數的以往做法是通過生物試驗求得，費時費力，因為是用「前茬」結果推「後茬」，所以計算出的施肥量，只能是一種模擬施肥量，本發明將可靠的數學模型及相應常數固化在電路晶片中，通過輸入有關作物、土壤、肥料特徵參數的鍵盤操作以及相對常數化的部分參數的可分級浮動校正，使運算結果準確，更具針對性，也使目標產量法的運用簡化、快速。
例如Ⅰ-Ⅱ式中的作物單位產量的養份吸收量、肥料中養份含量和土地利用係數為常數，作物目標產量、空白產量和土壤養份測定值為隨機輸入數值，而土壤養份利用係數和肥料利用率作為可分級浮動校正的參數。
本發明的科學施肥計算器，包括鍵盤、CPU中央處理單元、由EPROM和RAM組成的外存貯器和LCD顯示器，其特徵在於所述的鍵盤包括1)用於土壤養份利用係數和肥料利用率分級浮動校正的校正鍵，包括土壤養份利用係數校正鍵、化肥利用率校正鍵及其以大機率狀態為中間值的定幅增、減鍵;
2)由空白產量輸入鍵、目標產量輸入鍵、土壤N、P2O5、K2O測定值輸入鍵和應施純養份量N、P2O5、K2O提取鍵組成的操作功能鍵;
3)包括大田作物和蔬菜作物的作物品種鍵;
4)化肥品種鍵;
5)0-9數字鍵和小數點鍵。
本發明採用下列順序操作輸入作物品種，以提取形成100公斤經濟產量所需養份量參數→輸入目標產量，求得作物攜出養份量→輸入土壤N、P2O5、K2O測定值(ppm)或空白產量，提取土壤養份利用係數→計算應施N、P2O5、K2O的純養份量→輸入化肥品種，以提取該化肥的N、P2O5、K2O的養份含量及利用率→計算化肥施用量最終結果。在步驟2與3間，可進行土壤養份利用係數校正，在步驟4與5間可進行化肥利用率校正，在步驟5與6間可進行結果綜合校正。
本發明將Ⅰ、Ⅱ式中與作物品種對應的單位產量的養份吸收量、土地利用係數、與各肥料品種對應的肥料中N、P2O5、K2O養份含量及數值0.15以常數固定存貯在資料庫中，並將土壤養份利用係數和化肥利用率作為可分級浮動校正的參數，一般情況下以其中間值參與運算，需要時通過操作校正鍵，對中間值進行增、減後使用，對於化肥施用量的最終結果也可用校正鍵作等幅增減，以滿足不同地區、不同時間變化的要求。輸入作物品種、目標產量，土壤測定值或空白產量，程序自動按Ⅰ式或Ⅱ式先計算出應施的純養份量，在輸入化肥品種後再計算出所用化肥的實際施用量，並通過LCD屏顯示出來，也可連接窄幅(紙條)印表機列印出有關數據。
下面結合實施例附圖進一步說明本發明的技術。
附
圖1為科學施肥計算器原理方框圖。
附圖2為科學施肥計算器面板示意圖。
參見附
圖1，10為鍵盤，20為CPU中央處理單元，30為存貯器，40為LCD液晶顯示器，由鍵盤10送入原始數據和運算方式，CPU20運行內部程序，將計算結果送LCD40顯示。實施例CPU對鍵盤採取定時控制方式，每隔一定時間，對鍵盤掃描一次，CPU可隨時響應鍵輸入請求，CPU80C31通過P0口和P1口外接EPROM27C64和RAM6116組成的外存貯器，以擴充程序存貯和數據存貯的容量。存貯器中存有Ⅰ、Ⅱ式數學模型及作物與形成100公斤經濟產量所需養份量對照表，化肥品種、代號與其N、P2O5、K2O養份含量及利用率對照表，土壤養份利用係數校正幅度對照表，化肥利用率校正幅度對照表，化肥實施結果綜合校正幅度對照表及磷、鉀含量互換率表。
當CPU接到外部鍵盤輸入時，即對數據進行處理，並將處理結果送LCD顯示，顯示部分是一種由LCD板、PCB板、控制驅動電路組成的LCD模塊，是用大規模專用集成電路作為點陣的控制驅動，CPU只需輸出數據和指令即可實現所需要的顯示。
參見附圖2，盒式結構的科學施肥計算器，面板上設計有電源開關K，LCD顯示屏40及由4×8個按鍵組成的鍵盤。
顯示屏40從左至右按操作步驟依次在屏幕上以代號方式提示各步驟操作功能，包括化肥品種、作物品種、目標產量、土測值/空白產量、化肥含量和施肥結果。
4×8鍵盤，C鍵為清除鍵，2nd鍵為第二功能操作鍵，在敲擊2nd鍵後再敲擊的鍵，表示輸入該鍵的第二種鍵義。各鍵的第一鍵義標註在鍵位上，第二鍵義標註在各鍵位下方。
圖中101區為校正鍵位區，包括土壤養份利用係數校正鍵、化肥利用率校正鍵和運算結果綜合校正鍵，+2、+1、-1、-2為各參數校正的不等幅增減鍵，其使用方法是，將Ⅰ、Ⅱ式中的變動參數分為五級，即+2、+1、0、-1、-2五個狀態，0狀態為統計學意義上的大機率狀態，也為中間狀態，以常數固定存貯，一般情況下直接調用不需浮動。例如土壤養份利用係數的中間值為A，+2、+1、-1、-2則表示將其值校正到A+2、A+1、A-1、A-2使用;如果是中間值為B的化肥利用率的校正，則分別將其值校正到B+15%、B+7.5%、B-7.5%、B-15%使用，如果是運算結果為C的綜合校正，則分別校正到1.2C、1.1C、0.9C和0.8C。
當實際產量與目標產量差異較大時，則需進行校正，校正時要參考作物缺素症狀及各項影響因素。
圖中102區為土壤測定值輸入鍵位區，包括N鹼解測定值輸入，速效P2O5測定值輸入和速效K2O測定值輸入，單位為ppm。
圖中103區為應施純養份量提取鍵，包括N、P2O和K2O的純養份量提取，敲擊各鍵，顯示屏顯示中間運算結果即所需N、P2O5、K2O本發明涉及一種酸性媒介染料在含有媒染劑鉻化合物存在下的染色方法，具體地說是一種在毛條連續軋染工藝中，採用三價鉻作媒染劑進行同浴媒染的方法。
眾所周知，酸性媒介染料的價格低廉，是羊毛染制深濃色號的常用染料，長期以來絕大多數採取後媒法的間歇式浸染方法，它的染色時間長，能耗較大，色度有缸差，且易影響成品的內在質量，後媒法染色工藝都是採用重鉻酸鉀作媒染劑，因此在排放水中，含有六價鉻，對環境造成汙染。為克服上述缺點，提出了毛條連續軋染同浴媒染的方法，將上染和媒染兩個過程集於一步完成。根據該工藝特點，宜選用動力學惰性的三價鉻作媒染劑。在一九七零年美國專利U.S3，503，698中提到，毛條連續軋染也可採用酸性媒介染料同浴媒染工藝，特別是偶氮類酸性媒介染料，它可用三價鉻鹽或可溶性鉻酸鹽，且在酸性介質中的效果更好些。在實施例中分別介紹了三隻偶氮類酸性媒介染料的工藝。例如酸性媒介黑A的毛條連續軋染工藝，以角豆樹膠粉作增稠劑，以月桂醇二乙二醇醚硫酸鹽、椰子油脂肪酸N，N-雙-β-乙二醇醯胺、β-甲氧基乙醇和異丙醇的混合物作助劑，以氟化鉻和醋酸鉻作媒染劑，並以甲酸調節該軋液的PH。還介紹了一隻三苯甲烷酸性染料的毛條連續軋染工藝，其結構式為
對此染料文中介紹了兩隻軋染處方，一種是以鉻酸鉀和硫酸胺作為媒染劑，海藻酸鈉作為增稠劑，以醋酸將PH調至7.5～8，另一種是以氟化鉻作為媒染劑，甲基纖維素作為增稠劑，以甲酸將PH調至3.5～4，兩隻處方中的助劑都是辛基苯基2.2-二甲基丙二醇醚硫酸鹽、椰子油脂肪酸-N，N-雙-(β-乙二醇)-醯胺和異丙醇(重量比9∶9∶2)的混合物。這類產品的日曬牢度
計算結果為尿素應施43.2公斤/畝，重鈣應施37.5公斤/畝，硫酸鉀應施13公斤/畝。
例2，作物品種為小麥，目標產量為400公斤/畝，空白產量為235公斤/畝，肥料品種為尿素、重鈣、硫酸鉀，計算三種肥料實施量。
操作及顯示步驟見下表
計算結果為尿素應施30.7公斤/畝，重鈣應施26.6公斤/畝，硫酸鉀應施16.6公斤/畝。
運用計算器計算施肥量，克服了施肥的盲目性和片面性，避免投肥過量或投肥不足，本計算器運算快速、操作簡便、不受時空限制、易普及、專用計算與普通計算相結合，適於農民及農村科技人員使用，也可供小型復混肥廠開發肥料配方之用。
權利要求
1.一種科學施肥計算器，包括鍵盤、CPU中央處理單元、由EPROM和RAM組成的外存貯器和LCD顯示器，其特徵在於所述的鍵盤包括1)用於土壤養份利用係數和肥料利用率分級浮動校正的校正鍵，包括土壤養份利用係數校正鍵、化肥利用率校正鍵及其以大機率狀態為中間值的定幅增、減鍵；2)由空白產量輸入鍵、目標產量輸入鍵、土壤測定值鹼解N、速效P2O5、速效K2O輸入鍵和應施純養份量N、P2O5、K2O提取鍵組成的操作功能鍵；3)包括大田作物和蔬菜作物的作物品種鍵；4)化肥品種鍵；5)0-9數字鍵和小數點鍵。
2.根據權利要求1所述的科學施肥計算器，其特徵在於所述的鍵盤還包括含磷量P與P205的互換功能鍵和含鉀量K與K20的互換功能鍵。
3.根據權利要求1所述的科學施肥計算器，其特徵在於所述的鍵盤還包括四則運算(+-×÷)、存貯(M+、M-、MR)，百分率%開方]]>普通運算鍵。
4.根據權利要求1所述的科學施肥計算器，其特徵在於所述的鍵盤還包括第二功能操作鍵2nd。
全文摘要
本發明涉及一種計算施肥量的專用計算器，為科學施肥的目的而設計，由鍵盤、CPU、LCD顯示器和存貯器組成，以目標產量法的差分平衡法和地力差減法作數學模型，取作物單位產量的養分吸收量、肥料中養分含量和土地利用係數為常數，取土壤養分利用係數和肥料利用率為相對常數化參數，可用增減校正鍵分級浮動變化，輸入作物品種、目標產量、土壤養分測定值或空白產量，計算應施純養分量和實施化肥量，運算快、操作簡、結果準、易普及。
文檔編號A01C21/00GK1076796SQ9310377
公開日1993年9月29日 申請日期1993年4月20日 優先權日1993年4月20日
發明者牛保平, 曹玉智, 馮慶鳳 申請人:牛保平