確定要施用的量的方法及實施該方法的設備的製作方法
2023-05-03 17:55:01 2
確定要施用的量的方法及實施該方法的設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及用於分配要施用的量的方法，其中預先設定特性，例如線性特性，可以根據生長狀態從該特性讀出要施用的量。所述特性可以由用戶手工校正。根據本發明，要施用的量可以根據產量潛力而確定。
【專利說明】確定要施用的量的方法及實施該方法的設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及確定及分配要施用的量的方法以及實施所述方法的設備。
【背景技術】
[0002]在農業生產中，特別是在精細農業領域中，最大的挑戰之一就是特定地分配生產用品或活性劑例如殺菌劑、除草劑、肥料等。在分區中，其中應當儘可能避免過量供給和供給不足。例如就肥料而言，過量施肥從生態學和經濟學角度看都是問題。在施肥不足的情況下，地塊(plot)的產量減少以至不得不力求按需優化的施肥。
[0003]由於土壤的異質性以及微氣候，來自土壤的養分的生產力和可用度在一個地塊中有所變化。所述的異質性結果是植物的不同生長，通常，形成差異化的產量和肥料的相應不同需求以及其他生產材料的需求。目前在農業實踐中肥料的量在整個地塊中以統一劑量分配——所述異質性經常不被加以考慮。這種統一施肥導致在單個分區中伴有伴生缺陷的或多或少過量供給或供給不足。同樣地，對於其他生產材料例如殺菌劑、生長調節劑等的分配加以必要的修改。
[0004]在各分區中特別的施肥系統是已知的，其中通過傳感器檢測植物的養分狀況，之後響應於傳感器信號，例如植被指數以及在機載計算機上可用的特定分區數據，來計算肥料需求。基於肥料需求，生成用於肥料計量設備(撒播機)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以計算基於植被指數的肥料量。這可以，例如，通過所謂的具有眾多缺點的氮檢測器來執行。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複雜並需要一定的經驗。氮檢測器測量穿過植物葉子的透光性。這個值與葉綠素含量以及含氮量密切相關但與生物質的量無關。對於肥料等級很重要的氮吸收性是基於含氮量以及生物質計算的。本文中的問題是氮吸收性更多地取決於植物的生物質而不是含氮量。如前所述，當用所述系統評定肥料時，現場的生產力沒有被考慮進去。然而這個生產力對養分需求的影響大於植物中含氮量的變化。通常植物在低產量分區對氮需求較低——由於其它產量限制參數因此在這些分區即使少量的氮對於最佳生長也已充足，以致當生產力沒有被考慮時這些分區經常被過量施肥。另一方面，高產量分區趨向於肥料供應不足。
[0006]此外，所述傳感器的測量值極依賴於品種，這就是為什麼還需要提供所謂的品種校正表。然而，因為每年品種的多元化由聯邦植物品種局認定，所以相應地所述品種校對表不得不每年更新，這進一步妨礙了傳感器的操作。
[0007]通過ISARIA?品牌 申請人:提供考慮了產量潛力的冬小麥絕對標定以及施肥系統。然而，所述施肥系統只能有所保留地用於其它農作物品種。
【發明內容】
[0008]與此相比，本發明的目的是提供一種用於確定或用於分配要施用的量的方法以及實施該方法的設備，通過其促進了生產用品的基於需求的應用。
[0009]這一目的通過權利要求1的相應的方法特徵以及通過權利要求6相應的設備特徵來實現。
[0010]本發明的進一步改進的優點形成從屬權利要求的主題。
[0011]用於確定及分配要施用的量的方法的基本版本如下:
[0012]系統的單點標定(校準):農戶覆蓋地塊中任意位置的特定距離(標定的手動啟動與停止)，通過適合的傳感器在那裡創建植被指數並對這個位置(對所創建的測量值)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(比較指數以及所分配的要施用的量)的控制曲線的標準梯度，確定初始梯度(在施肥時例如-6 (也就是對於測量值的每個變化-6公斤氮/公頃)，這是經由8.5噸/公頃產量水平的EC32的梯度)。梯度的值顯示在工作屏上。
[0014]之後，農戶啟動應用，例如用預定的梯度施肥。如果傳感器或者設備執行太少或太多所要分配量的控制，則農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(產量方向)也可以負向的(均質化)。特性仍然通過初始地創建的一對值來擴展。
[0015]農戶可以調節已經預先已知的標定設定因而無需標定通道。
[0016]此外農戶有可能通過+/_鍵來增加或減少要施用的量(這對應於控制曲線的平行位移)。
[0017]為了在數據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於的上限和/或下限。
[0018]應用系統現在得以標定(單點標定)。
[0019]優選地為了訂單，將產量潛力圖存儲在計算機中，例如在平板電腦中。
[0020]農戶在特殊位置執行前述「單點標定」。
[0021]由於儲存的產量潛力圖，可以確定標定位置的產量潛力。=> 之後，用對應的產量潛力XX的測量值來對應於要施用的量，例如11公斤/公頃的肥料量。
[0022]如果傳感器現在進入另一產量區，則計算的要施用的量不得不以適當的加減來解決(對應於控制曲線的平行位移)，以便執行適應於產量潛力圖讀出的其他產量潛力。所述加減能直接由農戶預先確定。
[0023]之後，要施用的量響應於由傳感器檢測出的植被指數，被從校準特性中讀出並經由計量設備等加以分配。
[0024]根據本發明的設備包括傳感器，通過其可以檢測例如與生長狀態密切相關的植被指數。設備進一步被設計成使得要施用的量(必須的肥料或待分配的肥料量)可以響應於由傳感器間接或直接檢測出的生長狀態，例如養分狀態，利用單點標定中的定義的特性的輔助，從數據存儲器中讀出。
[0025]此外，設備被配置成具有校正裝置，其允許梯度和/或進程的手動改變，特別是定義在單點標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整或調整不足。
[0026]控制範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]根據本發明的設備因此取決於在軟體和硬體方面具有最小影響的經驗值允許傳感器系統的標定或要施用的量的分配。
[0028]這樣的設備可與用於分配要施用的量的應用設備結合，要施用的量例如為肥料的量，其根據本發明的方法確定。
[0029]前邊概述的單點標定可在極短的時間內實現。前述單點標定優選只在一個產量潛力區中實現，其中在其他區域，特性隨後通過加減，也就是通過從單點標定得出的特性的平行位移來加以確定。
【具體實施方式】
[0030]僅有的附圖圖示了在根據本發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是通過應用前述與農作物的生長狀態非常相關的ISARIA系統而確定的植被指數。在示出的實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，其中各自的調整由農戶執行。
[0031]根據本發明的方法將以實施例的方式在下文中圖示，在該實施例中作為應用對肥料進行分配。原則上，相同的方法也可以用在使用其他生產用品上，例如殺菌劑，生長調節劑，乾燥劑。
[0032]根據前述說明，首先農戶前往地塊上的特定位置並藉助於在此的傳感器確定生長狀態，即施肥期間的養分狀態。在所述的實施例中使用植被指數「IRMI」。當然，其他指數也可以用於表徵養分狀態。在示出的實施例中「24.5」的生長狀態(植被指數)由傳感器測量出。之後農戶對這個測量值分配預定的要施用的量(肥料的量)，在示出的實施例中稍微大於65千克/公頃。取決於應用，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、要施用的量)的預定梯度的線性特性。用這個預定梯度和特性的標定，得出了例如在「20」的生長狀態等於20千克/公頃的要施用的量。
[0033]正如在開 始已經解釋的，為了限制控制範圍，可以預先確定上限和下限，其中在示出的實施例中下限是40公斤/公頃的要施用的量，而上限設定到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範圍內。因此，在這個實施例中40千克/公頃的要施用的量通常分配用於從20到22的植被指數IRMI的值。對於大於26的IRMI值要施用的量通常是80千克/公頃。當通過上限和下限限制控制範圍時，這樣得出了特性的近似Z形進程，平行部分由上限和下限預定，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，特性以恆定梯度連續地延伸。在示出的實施例中，假定線性特性/控制曲線。基本上也可以採用不同的進程作為基礎，然而，其之後可以響應於用戶的經驗值近似地加以調整。原則上，也可以只預定下限或只預定上限。
[0035]在前文描述的根據本發明方法的單點標定後，要施用的量(肥料的量)之後被分配。
[0036]當然，可以使用不同於IRMI的植被指數和/或不同的傳感器以確定要施用的量。
[0037]為了調整分配的要施用的量，農戶可以基於他/她的經驗改變控制曲線的梯度(比較圖1)。作為選擇或額外的，通過設置在根據本發明的設備的硬體或軟體側的「鍵」，農戶可以進一步增加或減少要施用的量，其導致了示出在圖1中的特性的平行位移(比較圖1中的虛線)。在圖示的實施例中，假定了線性特性/控制曲線。原則上，不同的進程可以作為基礎。[0038]如前邊解釋的，在根據本發明的方法中假設也根據地塊的產量潛力，分配要施用的量。為此，將各個地塊的產量潛力圖存儲在存儲器中(地圖疊置)。隨後，農戶在產量區(部分地塊)中執行前述單點標定。一旦到達不同的產量區(其基於存儲在存儲器中的產量潛力圖來識別)，則藉助校正特性計算的要施用的量可以用前述方法中的加減得以解決——也就是之後以圖1中示出的根據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量潛力的方式位移所述特性。增加和減少的量由用戶預先設定。
[0039]本發明公開了一種用於分配要施用的量的方法，其中預先設定了特性，例如線性特性，可以根據生長狀態從該特性讀出要施用的量。所述特性可以由用戶手工校正。根據本發明，要施用的量可以根據產量潛力而確定。
【權利要求】
1.一種取決於檢測的農作物生長狀態確定要施用的量的方法:包括以下步驟: 讀取或確定地塊區域中的生長狀態； 針對所述生長狀態分配要施用的量； 預先設定包括用於讀取取決於所述生長狀態所需的要施用的量的前述數據的特性的標準梯度或標準進程； 如果所分配的要施用的量與經驗值不對應，則手動校正所述特性的梯度或進程， 其中當確定所述要施用的量時，能夠考慮各個地塊的產量潛力。
2.根據權利要求1所述的方法，其中對於特定分區通過傳感器來檢測所述生長狀態。
3.根據權利要求2所述的方法，其中藉助於檢測植被指數(IRMI)的傳感器來確定所述生長狀態。
4.根據前述任一項權利要求所述的方法，其中將不能被超出或低於的所要分配的應用量的上限和/或下限存儲在數據存儲器中。
5.根據前述任一項權利要求所述的方法，包括步驟: 藉助於應用系統，分配從取決於每次所確定的生長狀態的特性讀出的要施用的量。
6.一種用於實施根據前述任一項權利要求所述方法的設備，包括:用於間接或直接檢測養分狀態的傳感器，包括用於存儲特性的數據存儲器，從所述特性能夠讀出取決於生長狀態的應用需求，還包括用`於手動校正所述特性的梯度或進程的校正裝置。
7.根據權利要求6所述的設備，其中將所要分配的施加量的上限和/或下限存儲在所述數據存儲器中。
8.根據前述任一項權利要求所述的方法或設備，其中將分配肥料作為應用，而所述生長狀態是養分狀態。
【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 優先權日:2011年5月18日
【發明者】伯恩哈特·力姆布魯納 申請人:喬治弗裡茨邁爾兩合公司