本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)測算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

畜禽糞尿作為一種重要的有機肥資源,具有數(shù)量大、養(yǎng)分高、有著悠久的利用歷史等特點，而目前由于種養(yǎng)分離導(dǎo)致的糞肥資源無法得到合理有效的利用,不僅導(dǎo)致氮等養(yǎng)分損失，降低了其養(yǎng)分價值,也引起了諸多環(huán)境問題。

鑒于此，開發(fā)基于廢棄物“零排放”的農(nóng)業(yè)種養(yǎng)循環(huán)規(guī)模規(guī)劃軟件系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)測算方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn)：

一種農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)測算方法，根據(jù)待測算區(qū)域當(dāng)前養(yǎng)殖情況對種植規(guī)模進行測算，該測算方法包括如下步驟：

步驟a：獲取待測算區(qū)域的土壤類型和土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量；

步驟b：根據(jù)養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖品種、飼養(yǎng)模式、和養(yǎng)殖規(guī)模獲得養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量，所述營養(yǎng)物質(zhì)包括氮、磷、鉀和有機質(zhì)；

步驟c：根據(jù)養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量計算養(yǎng)殖廢棄物經(jīng)過發(fā)酵所得肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的含量；

步驟d：根據(jù)作物種類、作物種植模式、作物單產(chǎn)量獲得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量及多個作物營養(yǎng)物質(zhì)總需求量；

步驟e：根據(jù)不同肥料的營養(yǎng)物質(zhì)含量和當(dāng)季利用率建立肥料配置模型，根據(jù)步驟a所得待測區(qū)域土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量、步驟d所得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量、肥料配置模型對每種作物的種植規(guī)模進行測算。

優(yōu)選地，在所述步驟b中，養(yǎng)殖廢棄物為多種不同養(yǎng)殖品種的糞尿總產(chǎn)生量y，其中，yi為第i種養(yǎng)殖品種的養(yǎng)殖規(guī)模，ri為第i種養(yǎng)殖品種的單位規(guī)模糞尿產(chǎn)生量。

優(yōu)選地，在所述步驟b中，每一種養(yǎng)殖品種的飼養(yǎng)模式包括精飼料飼養(yǎng)模式和/或精青配飼料飼養(yǎng)模式，其中，

在精飼料飼養(yǎng)模式下：

sn精＝(sn精(第一生長階段)×第一生長階段天數(shù)+sn精(第二生長階段)×第二生長階段天數(shù)+……+sn精(第n生長階段)×第n生長階段天數(shù))×每年生長周期×f養(yǎng)殖種類，其中：sn精為精飼料飼養(yǎng)模式下，糞尿中n養(yǎng)分含量；sn精(第n生長階段)為精飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在第n生長階段中每一天產(chǎn)生的糞尿氮n養(yǎng)分含量；f養(yǎng)殖種類為該養(yǎng)殖種類一年單次養(yǎng)殖規(guī)模；sn精(第n生長階段)＝q精(第n生長階段)^糞×cn精(第n生長階段)^糞+q精(第n生長階段)^尿×cn精(第n生長階段)^尿，其中：q精(第n生長階段)^糞為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天糞便產(chǎn)生量；cn精(第n生長階段)^糞為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段的糞便中n養(yǎng)分含量；q精(第n生長階段)^尿：為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天尿液產(chǎn)生量；cn精(第n生長階段)^尿：為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段尿液中n養(yǎng)分含量；

sp精＝(sp精(第一生長階段)×第一生長階段天數(shù)+sp精(第二生長階段)×第二生長階段天數(shù)+……+sp精(第n生長階段)×第n生長階段天數(shù))×每年生長周期×f養(yǎng)殖種類，其中：sp精為精飼料飼養(yǎng)模式下，糞尿中p養(yǎng)分含量；sp精(第n生長階段)為精飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在第n生長階段中每一天產(chǎn)生的糞尿氮p養(yǎng)分含量；f養(yǎng)殖種類為該養(yǎng)殖種類一年單次養(yǎng)殖規(guī)模；sp精(第n生長階段)＝q精(第n生長階段)^糞×cp精(第n生長階段)^糞+q精(第n生長階段)^尿×cp精(第n生長階段)^尿，其中：q精(第n生長階段)^糞為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天糞便產(chǎn)生量；cp精(第n生長階段)^糞為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段的糞便中p養(yǎng)分含量；q精(第n生長階段)^尿：為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天尿液產(chǎn)生量；cp精(第n生長階段)^尿：為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段尿液中p養(yǎng)分含量；

sk精＝(sk精(第一生長階段)×第一生長階段天數(shù)+sk精(第二生長階段)×第二生長階段天數(shù)+……+sk精(第n生長階段)×第n生長階段天數(shù))×每年生長周期×f養(yǎng)殖種類，其中：sk精為精飼料飼養(yǎng)模式下，糞尿中k養(yǎng)分含量；sk精(第n生長階段)為精飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在第n生長階段中每一天產(chǎn)生的糞尿氮k養(yǎng)分含量；f養(yǎng)殖種類為該養(yǎng)殖種類一年單次養(yǎng)殖規(guī)模；sk精(第n生長階段)＝q精(第n生長階段)^糞×ck精(第n生長階段)^糞+q精(第n生長階段)^尿×ck精(第n生長階段)^尿，其中：q精(第n生長階段)^糞為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天糞便產(chǎn)生量；ck精(第n生長階段)^糞為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段的糞便中k養(yǎng)分含量；q精(第n生長階段)^尿：為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天尿液產(chǎn)生量；ck精(第n生長階段)^尿：為精飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段尿液中k養(yǎng)分含量；

在精青配飼料飼養(yǎng)模式下：

sn精青＝(sn精青(第一生長階段)×第一生長階段天數(shù)+sn精青(第二生長階段)×第二生長階段天數(shù)+……+sn精青(第n生長階段)×第n生長階段天數(shù))×每年生長周期×f養(yǎng)殖種類，其中：sn精青為精青飼料飼養(yǎng)模式下，糞尿中n養(yǎng)分含量；sn精青(第n生長階段)為精青飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在第n生長階段中每一天產(chǎn)生的糞尿氮n養(yǎng)分含量；f養(yǎng)殖種類為該養(yǎng)殖種類一年單次養(yǎng)殖規(guī)模；sn精青(第n生長階段)＝q精青(第n生長階段)^糞×cn精青(第n生長階段)^糞+q精青(第n生長階段)^尿×cn精青(第n生長階段)^尿，其中：q精青(第n生長階段)^糞為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天糞便產(chǎn)生量；cn精青(第n生長階段)^糞為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段的糞便中n養(yǎng)分含量；q精青(第n生長階段)^尿：為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天尿液產(chǎn)生量；cn精青(第n生長階段)^尿：為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段尿液中n養(yǎng)分含量；

sp精青＝(sp精青(第一生長階段)×第一生長階段天數(shù)+sp精青(第二生長階段)×第二生長階段天數(shù)+……+sp精青(第n生長階段)×第n生長階段天數(shù))×每年生長周期×f養(yǎng)殖種類，其中：sp精青為精青飼料飼養(yǎng)模式下，糞尿中p養(yǎng)分含量；sp精青(第n生長階段)為精青飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在第n生長階段中每一天產(chǎn)生的糞尿氮p養(yǎng)分含量；f養(yǎng)殖種類為該養(yǎng)殖種類一年單次養(yǎng)殖規(guī)模；sp精青(第n生長階段)＝q精青(第n生長階段)^糞×cp精青(第n生長階段)^糞+q精青(第n生長階段)^尿×cp精青(第n生長階段)^尿，其中：q精青(第n生長階段)^糞為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天糞便產(chǎn)生量；cp精青(第n生長階段)^糞為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段的糞便中p養(yǎng)分含量；q精青(第n生長階段)^尿：為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天尿液產(chǎn)生量；cp精青(第n生長階段)^尿：為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段尿液中p養(yǎng)分含量；

sk精青＝(sk精青(第一生長階段)×第一生長階段天數(shù)+sk精青(第二生長階段)×第二生長階段天數(shù)+……+sk精青(第n生長階段)×第n生長階段天數(shù))×每年生長周期×f養(yǎng)殖種類，其中：sk精青為精青飼料飼養(yǎng)模式下，糞尿中k養(yǎng)分含量；sk精青(第n生長階段)為精青飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在第n生長階段中每一天產(chǎn)生的糞尿氮k養(yǎng)分含量；f養(yǎng)殖種類為該養(yǎng)殖種類一年單次養(yǎng)殖規(guī)模；sk精青(第n生長階段)＝q精青(第n生長階段)^糞×ck精青(第n生長階段)^糞+q精青(第n生長階段)^尿×ck精青(第n生長階段)^尿，其中：q精青(第n生長階段)^糞為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天糞便產(chǎn)生量；ck精青(第n生長階段)^糞為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段的糞便中k養(yǎng)分含量；q精青(第n生長階段)^尿：為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段每一天尿液產(chǎn)生量；ck精青(第n生長階段)^尿：為精青飼料飼養(yǎng)模式下，該養(yǎng)殖種類在第n生長階段尿液中k養(yǎng)分含量。

優(yōu)選地，在所述步驟d中，x是種植品種規(guī)模組合下肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的總需求量，其中，xj為第j種作物種植規(guī)模，rj為第j種作物不同種植模式下單位規(guī)模各種肥料營養(yǎng)物質(zhì)的需求量，

其中，為第j種作物在第1類種植模式下單位規(guī)模氮肥的單位需求量參數(shù)，為第j種作物在第1類種植模式下單位規(guī)模磷肥的單位需求量參數(shù)，為第j種作物在第1類種植模式下單位規(guī)模鉀肥的單位規(guī)模需求量參數(shù)，分別為第j種作物在第s類種植模式下單位規(guī)模氮、磷、鉀肥的單位規(guī)模需求量參數(shù)。

優(yōu)選地，在步驟c中，在好氧堆肥模式下，

采取精飼料飼養(yǎng)

sn堆肥＝sn精×un堆肥；

sp堆肥＝sp精×up堆肥；

sk堆肥＝sk精×uk堆肥；

式中：

un堆肥：糞尿經(jīng)過好氧堆肥處理時，n養(yǎng)分有效利用率；

up堆肥：糞尿經(jīng)過好氧堆肥處理時，p養(yǎng)分有效利用率；

uk堆肥：糞尿經(jīng)過好氧堆肥處理時，k養(yǎng)分有效利用率；

采取精青配合飼料飼養(yǎng)

sn堆肥＝sn精青×un堆肥；

sp堆肥＝sp精青×up堆肥；

sk堆肥＝sk精青×uk堆肥；

在沼氣發(fā)酵模式下，

采取精飼料飼養(yǎng)

sn沼氣＝sn精×un沼氣；

sp沼氣＝sp精×up沼氣；

sk沼氣＝sk精×uk沼氣；

采取精青配合飼料飼養(yǎng)

sn沼氣＝sn精青×un沼氣；

sp沼氣＝sp精青×up沼氣；

sk沼氣＝sk精青×uk沼氣。

優(yōu)選地，在步驟e中，機肥n的需求量：復(fù)合肥n的需求量：單質(zhì)肥n的需求量之比為4:1:1，每一個作物品種的單一種植規(guī)模：

其中，sn供＝sn有×(un有+1/4×un復(fù)+1/4×un單)，上式中：sn供為肥料中可供作物吸收的n養(yǎng)分量；sn有為有機肥中可供作物吸收的n養(yǎng)分量；un有為有機肥中n的利用率；un復(fù)為復(fù)合肥中n的利用率；un單為單質(zhì)n肥中n的利用率；

sn需求ⁱ＝pⁱ×lnⁱ－sn土供，上式中：sn需ⁱ為作物i品種的n養(yǎng)分需求量；pⁱ為作物i品種的單產(chǎn)量；ln需ⁱ為形成每千克作物i品種中n養(yǎng)分需養(yǎng)量；sn土供為土壤中n養(yǎng)分可供養(yǎng)量；sn土供＝sn測土×0.15×cn測土×un測土，上式中：sn測土為土壤中n養(yǎng)分有效利用系數(shù)；cn測土為土壤中n養(yǎng)分有效供養(yǎng)量；un測土為土壤中n養(yǎng)分有效利用率；r為作物種植模式系數(shù)，露地種植模式時r為1.0，保護地種植模式時r為1.3。

優(yōu)選地，第m種作物種植品種i的規(guī)模

sn已用為已確定的組合m-1種種植品種共計已使用的n養(yǎng)分量

其中：fⁱ為組合中種植品種i的規(guī)模；r為作物種植模式系數(shù)，露地種植模式時r為1.0，保護地種植模式時r為1.3。

優(yōu)選地，在露地種植模式下，

有機肥畝均施用量計算公式如下：

復(fù)合肥畝均施用量計算公式如下：

單質(zhì)n肥畝均施用量計算公式如下：

單質(zhì)p肥畝均施用量計算公式如下：

rp單：單質(zhì)p肥中需p養(yǎng)分量

＝pⁱ×lp需ⁱ-sp土供-q有推薦×up有×cp有-q復(fù)推薦×up復(fù)×cp復(fù)

單質(zhì)k肥畝均施用量計算公式如下：

rp單＝pⁱ×lk需ⁱ-sk土供-q有推薦×uk有×ck有-q復(fù)推薦×uk復(fù)×ck復(fù)在保護地種植模式下，

有機肥畝均施用量計算公式如下：

復(fù)合肥畝均施用量計算公式如下：

單質(zhì)n肥畝均施用量計算公式如下：

單質(zhì)p肥畝均施用量計算公式如下：

rp單＝pⁱ×lp需ⁱ-sp土供-q有推薦×up有×cp有-q復(fù)推薦×up復(fù)×cp復(fù)單質(zhì)k肥畝均施用量計算公式如下：

rk單＝pⁱ×lk需ⁱ-sk土供-q有推薦×uk有×ck有-q復(fù)推薦×uk復(fù)×ck復(fù)。

本發(fā)明還提供了一種農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)系統(tǒng)，根據(jù)待測算區(qū)域當(dāng)前養(yǎng)殖情況對種植規(guī)模進行測算，該測算系統(tǒng)包括：

土壤計算模塊，用于獲取待測算區(qū)域的土壤類型和土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量；

養(yǎng)殖廢棄物計算模塊，根據(jù)養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖品種、飼養(yǎng)模式、和養(yǎng)殖規(guī)模獲得養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量，所述營養(yǎng)物質(zhì)包括氮、磷、鉀和有機質(zhì)；

肥料計算模塊，用于根據(jù)養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量計算養(yǎng)殖廢棄物經(jīng)過發(fā)酵所得肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的含量；

作物計算模塊，根據(jù)作物種類、作物種植模式、作物單產(chǎn)量獲得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量及多個作物營養(yǎng)物質(zhì)總需求量；

種植規(guī)模計算模塊，根據(jù)不同肥料的營養(yǎng)物質(zhì)含量和當(dāng)季利用率建立肥料配置模型，根據(jù)土壤計算模塊所得待測區(qū)域土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量、作物計算模塊所得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量、肥料配置模型對每種作物的種植規(guī)模進行測算。

本發(fā)明的農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)測算方法將種植業(yè)系統(tǒng)和養(yǎng)殖業(yè)系統(tǒng)有機結(jié)合，開展畜禽糞尿營養(yǎng)物質(zhì)含量參數(shù)、畜禽糞尿營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化再利用參數(shù)、作物種植肥料需求參數(shù)的測試分析研究，并建立養(yǎng)殖糞尿廢棄物轉(zhuǎn)化再利用為肥料的供給量與作物種植肥料的需求量相平衡為基礎(chǔ)的函數(shù)模型，能夠?qū)π滦娃r(nóng)業(yè)經(jīng)營主體應(yīng)用合理的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式進行指導(dǎo)，降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)測算方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如本文所用的詞語“示例性”或“說明性”表示用作示例、例子或說明。在本文中描述為“示例性”或“說明性”的任何實施方式未必理解為相對于其它實施方式是優(yōu)選的或有利的。下文所描述的所有實施方式是示例性實施方式，提供這些示例性實施方式是為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員做出和使用本公開的實施例并且預(yù)期并不限制本公開的范圍，本公開的范圍由權(quán)利要求限定。在其它實施方式中，詳細地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本發(fā)明。

圖1示出了一種農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)測算方法，首先，獲取待測算區(qū)域的土壤類型和土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量；其次，根據(jù)養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖品種、飼養(yǎng)模式、和養(yǎng)殖規(guī)模獲得養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量，所述營養(yǎng)物質(zhì)包括氮、磷、鉀和有機質(zhì)；然后，根據(jù)養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量計算養(yǎng)殖廢棄物經(jīng)過發(fā)酵所得肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的含量；然后，根據(jù)作物種類、作物種植模式、作物單產(chǎn)量獲得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量及多個作物營養(yǎng)物質(zhì)總需求量；最后，根據(jù)不同肥料的營養(yǎng)物質(zhì)含量和當(dāng)季利用率建立肥料配置模型，根據(jù)上述步驟所得待測區(qū)域土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量、上述步驟所得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量、肥料配置模型對每種作物的種植規(guī)模進行測算。

其中，養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖品種可以是一種或者多種畜禽，種植區(qū)的作物品種主要包括蔬菜，養(yǎng)殖廢棄物包括畜禽產(chǎn)生的糞便和尿，養(yǎng)殖廢棄物的發(fā)酵模式包括好氧堆肥模式和沼氣發(fā)酵模式。

下面以養(yǎng)殖品種豬為例進行詳細介紹，上述方案是一種基于污染物“零排放”理念下的蔬菜種植規(guī)模計算方法，這種計算方法包括兩大部分：第一部分是關(guān)于豬場年產(chǎn)糞便量的計算，這部分的計算由于豬的喂養(yǎng)飼料與糞便處理方式的不同，所產(chǎn)生的糞便中氮磷鉀的含量會有所差別，所以計算時考慮了兩個步驟上的不同計算方法；第二部分是確定蔬菜種植組合規(guī)模的計算，該部分通過結(jié)合菜農(nóng)蔬菜種植實際需求，確定蔬菜種植組合品種類型，在遵循豬糞“零污染”排放的原則下，根據(jù)實際種植產(chǎn)品的相關(guān)信息，首先算出循環(huán)利用模式下種植單一品種的生產(chǎn)規(guī)模，然后根據(jù)循環(huán)利用模式下種植單一品種的生產(chǎn)規(guī)模，菜農(nóng)根據(jù)實際情況確定組合中各類蔬菜的種植規(guī)模。

豬場每年可供肥料中氮磷鉀的產(chǎn)生量計算

步驟(1)：不同飼養(yǎng)飼料下，規(guī)模養(yǎng)豬場的氮、磷、鉀產(chǎn)量計算。

假設(shè)規(guī)模養(yǎng)豬場規(guī)模為x頭，本次計算以年為統(tǒng)計單位，在生豬實際飼養(yǎng)中，豬生長周期約180天，設(shè)定每個豬哺乳階段30天、保育階段30天、育種階段120天，一年即兩個生長周期。

計算公式：

1-1、精飼料飼養(yǎng)模式下

sn精＝(sn精(哺乳)×30+sn精(保育)×30+sn精(育肥)×30)×2×f豬

式中：

sn精：精飼料飼養(yǎng)模式下，糞尿中n養(yǎng)分量；

sn精(哺乳)：精飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在哺乳期時一天中糞尿n養(yǎng)分量；

sn精(保育)：精飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在保育期時一天中糞尿n養(yǎng)分量；

sn精(育肥)：精飼料飼養(yǎng)模式下，一頭生豬在育肥期時一天中糞尿n養(yǎng)分量；

f豬：豬場一年單次養(yǎng)殖規(guī)模

其中：

sn精(哺乳)＝q精(哺乳)^糞×cn精(哺乳)^糞+q精(哺乳)^尿×cn精(哺乳)^尿；

sn精(保育)＝q精(保育)^糞×cn精(保育)^糞+q精(保育)^尿×cn精(保育)^尿；

sn精(育肥)＝q精(育肥)^糞×cn精(育肥)^糞+q精(育肥)^尿×cn精(育肥)^尿；

式中：

q精(哺乳)^糞：精飼料飼養(yǎng)模式下，生豬在哺乳期時一天糞便產(chǎn)生量；

cn精(哺乳)^糞：精飼料飼養(yǎng)模式下，生豬在哺乳期時糞便中n養(yǎng)分量；

q精(哺乳)^尿：精飼料飼養(yǎng)模式下，生豬在哺乳期時一天尿液產(chǎn)生量；

cn精(哺乳)^尿：精飼料飼養(yǎng)模式下，生豬在哺乳期時尿液中n養(yǎng)分量；

1-2、精青配飼料飼養(yǎng)模式下

sn精青＝(sn精青(哺乳)×30+sn精青(保育)×30+sn精青(育肥)×30)×2×f豬

其中：

sn精青(哺乳)＝q精青(哺乳)^糞×cn精青(哺乳)^糞+q精青(哺乳)^尿×cn精青(哺乳)^尿；

sn精青(保育)＝q精青(保育)^糞×cn精青(保育)^糞+q精青(保育)^尿×cn精青(保育)^尿；

sn精青(育肥)＝q精青(育肥)^糞×cn精青(育肥)^糞+q精青(育肥)^尿×cn精青(育肥)^尿；

相應(yīng)地，sp精、sp精青、sk精、sk精青的計算公式可參照，sn精、sn精青的計算公式進行類推，在此不進行一一贅述。

步驟(2)：上述的養(yǎng)殖廢棄物通過再利用(發(fā)酵)模式后產(chǎn)生的氮磷鉀肥量計算，其中，再利用(發(fā)酵)模式為好氧堆肥模式或沼氣發(fā)酵模式。

2-1、好氧堆肥模式下

(1)采取精飼料飼養(yǎng)

sn堆肥＝sn精×un堆肥；

sp堆肥＝sp精×up堆肥；

sk堆肥＝sk精×uk堆肥；

式中：

un堆肥：糞尿經(jīng)過好氧堆肥處理時，n養(yǎng)分有效利用率；

up堆肥：糞尿經(jīng)過好氧堆肥處理時，p養(yǎng)分有效利用率；

uk堆肥：糞尿經(jīng)過好氧堆肥處理時，k養(yǎng)分有效利用率；

(2)采取精青配合飼料飼養(yǎng)

sn堆肥＝sn精青×un堆肥；

sp堆肥＝sp精青×up堆肥；

sk堆肥＝sk精青×uk堆肥；

2-2、沼氣發(fā)酵模式下

(1)采取精飼料飼養(yǎng)

sn沼氣＝sn精×un沼氣；

sp沼氣＝sp精×up沼氣；

sk沼氣＝sk精×uk沼氣；

(2)采取精青配合飼料飼養(yǎng)

sn沼氣＝sn精青×un沼氣；

sp沼氣＝sp精青×up沼氣；

sk沼氣＝sk精青×uk沼氣；

蔬菜種植組合規(guī)模計算

步驟(3)：根據(jù)作物種類、作物種植模式、作物單產(chǎn)量獲得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量及多個作物營養(yǎng)物質(zhì)總需求量，建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫。

3-1、收集各類蔬菜形成千克商品菜時所需n、p、k養(yǎng)分量的相關(guān)數(shù)據(jù)；

表1各類蔬菜形成千千克商品菜n、p、k養(yǎng)分量表

3-2、分別收集有機肥、復(fù)合肥、單質(zhì)肥中不同配方中的氮磷鉀含量以及當(dāng)季利用率；

表2有機肥主要品種養(yǎng)分含量及當(dāng)季利用率

表3復(fù)合肥主要品種養(yǎng)分含量及當(dāng)季利用率

表4單質(zhì)肥主要品種養(yǎng)分含量及當(dāng)季利用率

3-3、把第3-1、3-2步驟收集起來的數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，以備后面公式運行時提??；

步驟(4)：根據(jù)不同肥料的營養(yǎng)物質(zhì)含量和當(dāng)季利用率建立肥料配置模型，根據(jù)上述所得待測區(qū)域土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量、上述所得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量、肥料配置模型對每種作物的種植規(guī)模進行測算。

4-1-1輸入或者選擇種植區(qū)域蔬菜相關(guān)信息，其中包括：蔬菜種植模式(露地/保護地)；蔬菜種植品種(品種1、品種2、品種3、品種4)，蔬菜單產(chǎn)量；

4-1-2輸入種植區(qū)域土壤中氮磷鉀的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要進行實地測土獲得；

4-1-3選擇施肥品種類型，由于施肥品種的不同，肥料的氮磷鉀含量以及當(dāng)季利用率都會有所變化，所以設(shè)置了選擇施肥品種類型項(包括有機肥的品種類型、復(fù)合肥的品種類型、單質(zhì)肥的品種類型)；

4-2循環(huán)利用模式下種植單一品種的生產(chǎn)規(guī)模確定：

通過下列公式獲得在循環(huán)利用模式下，豬場一年可供有機肥量全部用在種植一種蔬菜品種時的生產(chǎn)規(guī)模。

由于蔬菜吸收n的養(yǎng)分量要比p、k的養(yǎng)分量要多，所以公式中選取n的養(yǎng)分量作為計算因子。同時，按照有機氮與無機氮之比2:1時產(chǎn)量最高的原則以及綜合考慮到不同蔬菜品種n、p、k需養(yǎng)量差距比較大，所以，為了滿足均衡施肥的要求，本次研究選取有機肥n的需養(yǎng)量：復(fù)合肥n的需養(yǎng)量：單質(zhì)肥n的需養(yǎng)量之比為4:1:1，就是下列公式可直接被蔬菜吸收的n養(yǎng)分總量中1/4的由來。

循環(huán)利用模式下單一品種露地種植規(guī)模計算公式如下:

其中，(1)sn供＝sn有×(un有+1/4×un復(fù)+1/4×un單)

式中：

sn供：肥料中可供蔬菜吸收的n養(yǎng)分量；

sn有：有機肥中可供蔬菜吸收的n養(yǎng)分量；

un有：有機肥中n的利用率；

un復(fù)：復(fù)合肥中n的利用率；

un單：單質(zhì)n肥中n的利用率。

(2)sn需求ⁱ＝pⁱ×lnⁱ－sn土供

式中：

sn需ⁱ：蔬菜i品種的n養(yǎng)分需求量；

pⁱ：蔬菜i品種的單產(chǎn)量；

ln需ⁱ：形成千克蔬菜i品種中n養(yǎng)分需養(yǎng)量；

sn土供：土壤中n養(yǎng)分可供養(yǎng)量；

其中，sn土供＝sn測土×0.15×cn測土×un測土

式中：

sn測土：土壤中n養(yǎng)分有效利用系數(shù)；

cn測土：土壤中n養(yǎng)分有效供養(yǎng)量；

un測土：土壤中n養(yǎng)分有效利用率；

0.15系數(shù)：由于測土中通常用毫克/千克來表示，為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)需要換算成每畝菜地含有多少養(yǎng)分，每畝耕地層土重一般150000千克，一個毫克/千克的養(yǎng)分，在一畝地中的含量為0.15千克。

由于在保護地種植模式下，蔬菜生產(chǎn)周期加快，需要加大30％左右的施肥量，以滿足蔬菜高產(chǎn)的需要，為此循環(huán)利用模式下單一品種保護地種植規(guī)模計算公式為:

循環(huán)利用模式下單一品種種植規(guī)模

4-3蔬菜種植組合規(guī)模的確定：

(1)露地模式下：

首先，通過步驟4-2中的公式，分別算出蔬菜種植的所有品種(品種2、品種3、品種4)在循環(huán)利用模式下，豬場一年可供有機肥量全部用在種植一種蔬菜品種時的生產(chǎn)規(guī)模。

其次，通過參考步驟4-2及上述步驟得出來的種植規(guī)模，客戶可自助輸入主要種植品種1需要種植的規(guī)模，同時當(dāng)確定種植品種1種植規(guī)模后，組合中品種2輸入框內(nèi)自動顯示剩余化肥全部用在品種2中的規(guī)模。同時，客戶參考組合品種2中顯示的種植規(guī)模輸入實際情況下品種2的種植規(guī)模。以此類推可以得出第m種品種的種植規(guī)模。

系統(tǒng)運行的露地種植模式計算公式如下：

組合中第m種種植品種i的規(guī)模

sn已用：已確定的組合m-1種種植品種共計已使用的n養(yǎng)分量

式中：

fⁱ：組合中種植品種i的規(guī)模；

保護地種植規(guī)模計算公式為:

組合中第m種種植品種i的規(guī)模

4-3’基于平衡施肥原則下的蔬菜種植施肥方案推薦計算：

與步驟4-3不同，本步驟是基于平衡施肥原則下的蔬菜種植施肥方案推薦計算方法，算法遵循平衡施肥要求，在滿足蔬菜養(yǎng)分所需的前提下，使得肥料中的氮磷鉀含量使用量降低到最小值，這種做法即有利于耕地土壤保護，又有利于節(jié)省平時購買化肥的成本，幫助菜農(nóng)實現(xiàn)最小投入產(chǎn)生最大效益的期許。

由于保護地種植蔬菜因人為創(chuàng)造了增溫、保溫條件，避過了災(zāi)害性氣候，加速了蔬菜生育進程，可使蔬菜早熟、高產(chǎn)。但由于蔬菜生產(chǎn)周期加快，保護地蔬菜生產(chǎn)和露地相比，要加大30％左右的施肥量，以滿足蔬菜高產(chǎn)的需要，所以蔬菜施肥方案分露地種植與保護地種植兩種模式。

(1)露地模式下施肥方案計算公式：

由于蔬菜吸收n的養(yǎng)分量要比p、k的養(yǎng)分量要多，所以公式中選取n的養(yǎng)分量作為計算因子。同時，按照有機氮與無機氮之比2:1時產(chǎn)量最高的原則以及綜合考慮到不同蔬菜品種n、p、k需養(yǎng)量差距比較大，所以，為了滿足均衡施肥的要求，本次研究選取有機肥n的需養(yǎng)量：復(fù)合肥n的需養(yǎng)量：單質(zhì)肥n的需養(yǎng)量之比為4:1:1,就是下列公式可直接被蔬菜吸收的n養(yǎng)分總量中分?jǐn)?shù)值的由來。

1、露地種植模式下

(1)有機肥畝均施用量計算公式如下：

(2)復(fù)合肥畝均施用量計算公式如下：

(3)單質(zhì)n肥畝均施用量計算公式如下：

(4)單質(zhì)p肥畝均施用量計算公式如下：

rp單：單質(zhì)p肥中需p養(yǎng)分量

＝pⁱ×lp需ⁱ-sp土供-q有推薦×up有×cp有-q復(fù)推薦×up復(fù)×cp復(fù)

(5)單質(zhì)k肥畝均施用量計算公式如下：

rp單＝pⁱ×lk需ⁱ-sk土供-q有推薦×uk有×ck有-q復(fù)推薦×uk復(fù)×ck復(fù)

2、保護地種植模式下

(1)有機肥畝均施用量計算公式如下：

(2)復(fù)合肥畝均施用量計算公式如下：

(3)單質(zhì)n肥畝均施用量計算公式如下：

(4)單質(zhì)p肥畝均施用量計算公式如下：

rp單＝pⁱ×lp需ⁱ-sp土供-q有推薦×up有×cp有-q復(fù)推薦×up復(fù)×cp復(fù)

(5)單質(zhì)k肥畝均施用量計算公式如下：

rk單＝pⁱ×lk需ⁱ-sk土供-q有推薦×uk有×ck有-q復(fù)推薦×uk復(fù)×ck復(fù)

以上是以一個養(yǎng)殖品種豬為例進行的計算，如果養(yǎng)殖品種為多個，養(yǎng)殖廢棄物為多種不同養(yǎng)殖品種的糞尿總產(chǎn)生量y，其中，yi為第i種養(yǎng)殖品種的養(yǎng)殖規(guī)模，ri為第i種養(yǎng)殖品種的單位規(guī)模糞尿產(chǎn)生量。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種農(nóng)業(yè)循環(huán)種養(yǎng)系統(tǒng)，根據(jù)待測算區(qū)域當(dāng)前養(yǎng)殖情況對種植規(guī)模進行測算，該測算系統(tǒng)包括：土壤計算模塊、養(yǎng)殖廢棄物計算模塊、肥料計算模塊、作物計算模塊和種植規(guī)模計算模塊。

其中，土壤計算模塊，用于獲取待測算區(qū)域的土壤類型和土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量；養(yǎng)殖廢棄物計算模塊，根據(jù)養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖品種、飼養(yǎng)模式、和養(yǎng)殖規(guī)模獲得養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量，所述營養(yǎng)物質(zhì)包括氮、磷、鉀和有機質(zhì)；肥料計算模塊，用于根據(jù)養(yǎng)殖廢棄物中營養(yǎng)物質(zhì)的含量計算養(yǎng)殖廢棄物經(jīng)過發(fā)酵所得肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的含量；作物計算模塊，根據(jù)作物種類、作物種植模式、作物單產(chǎn)量獲得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量及多個作物營養(yǎng)物質(zhì)總需求量；種植規(guī)模計算模塊，根據(jù)不同肥料的營養(yǎng)物質(zhì)含量和當(dāng)季利用率建立肥料配置模型，根據(jù)土壤計算模塊所得待測區(qū)域土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量、作物計算模塊所得每種作物所需營養(yǎng)物質(zhì)含量、肥料配置模型對每種作物的種植規(guī)模進行測算。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。