养分专家系统介绍

我国农业主要以小农户经营为主体，复种指数高，作物种植茬口紧，依据土壤测试指导农民施肥存在测试推荐不及时和成本高等难题。因此，在科技部973计划、农业部948项目、国家自然科学基金、国家重点研发专项以及中加国际合作项目的支持下，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所与国际植物营养研究所合作研创了基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法。同时结合计算机软件技术，建立问答式界面，把复杂的施肥原理简化成为农技推广部门和农民方便使用的养分管理专家系统（Nutrient Expert，简称NE系统）。NE系统通过了解农户过去3-5年的产量水平和施肥历史就能够根据给定地块的具体信息快速提供养分管理建议。该方法在有和没有土壤测试条件下均可施用，特别适合我国以小农户为主体的国情，是一种轻简化的推荐施肥方法。

NE养分专家系统的研发过程是建立在与各省作物主产区作物专家、土壤肥料专家、农技推广人员以及农户密切合作、充分咨询与对话，获取大量的适合当地生产条件、施肥习惯和方式等信息的基础上，经过3-5年多点的前期田间验证并不断矫正和优化参数而成。 2010年以来，在我国粮食作物主产区开展了多年多点田间试验验证。实践证明养分专家系统能够增产增收，提高肥料利用率，保障农田可持续发展，是一种特别适合我国作物茬口紧、测土施肥不及时的推荐施肥方法。目前已经成功在小麦、玉米、水稻和大豆上应用，下一步将开展在经济作物、蔬菜和果树养分专家系统研究。

NE系统推荐施肥原理？
作物施肥后主要通过产量差异来表征肥力高低。NE养分专家系统推荐施肥的原理是，用不施肥小区的养分吸收或产量水平来表征土壤基础肥力，地块施肥后作物产量反应越大，则土壤基础肥力越低，肥料推荐量也越高；而农学效率是指施入单位养分的作物增产量。该方法主要以基于多年多点的大量肥料田间试验而建立起来的农学数据库、土壤基础养分供应以及产量反应和农学效率的关系为理论依据，并考虑作物轮作体系、秸秆还田情况、灌溉水和干湿沉降带来的养分，并结合地块信息而建立的推荐施肥方法。 对于氮肥推荐，主要依据作物农学效率和产量反应的相关关系获得，并根据地块具体信息进行适当调整；而对于磷肥和钾肥推荐，主要依据作物产量反应所需要的养分量以及补充作物地上部移走量所需要的养分量求算。作物秸秆还田所带入的养分也在推荐用量中给予综合考虑。中微量元素主要根据土壤测试结果进行实时补充。NE养分专家系统可以帮助农户在施肥推荐中选择合适的肥料品种和适宜的用量，并在合适的施肥时间施在恰当的位置。

NE养分专家系统需要哪些地块信息？
NE养分专家系统估算某一地块的可获得产量和产量反应需要田间试验地块信息。具体来讲包括生长环境，如水分条件（灌溉还是雨养）、是否干旱或洪涝、土壤肥力因子（土壤质地、土壤颜色或有机质含量以及是否具有土壤P或K的测试值）、有机肥施用历史、是否为问题土壤、上季作物秸秆还田方式和数量以及肥料施用量、农户产量水平等。 NE系统研发重要原则是农学数据库必须包含作物主产区的有代表性地理位置的农学信息，包括不同的生长环境、种植方式、水分条件（降雨）、作物品种、生育期、土壤和作物轮作系统的代表性信息。

NE系统不同版本和下载考虑到不同用户终端方便使用，我们研发了不同版本NE系统，包括基于MS Access for Windows、安卓移动终端（手机和平板）网络版本、PC电脑网络版本（Windows/Mac）。

参考文献：
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