【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农作物种植，具体涉及一种基于极坐标的作物养分效率评估方法。
技术介绍
1、化学合成肥料的应用极大地提高了作物产量，保障了全球粮食安全。培育养分高效的作物品种是提高作物养分利用效率的重要措施，这离不开作物养分效率的评估技术与计算方法。目前，多采用化肥偏生产力、农学化肥利用率、化肥回收率和养分生理利用率等指标衡量作物养分效率。但这些方法分别存在以下缺陷：
2、(1)化肥偏生产力
3、化肥偏生产力＝作物产量/化肥施用量
4、显然，这个指标受到土壤因素显著影响。不同地区、不同土壤的养分供应能力(养分有效性)存在巨大差异，导致其跨区域、横向比较的可靠性较差。具体表现为，在土壤肥沃地区，低估了作物养分效率；而在土壤瘠薄地区，高估了作物养分效率。故化肥偏生产力受限于试验地点的土壤和气候条件，不同地点结果的可比性较差。
5、(2)农学化肥利用率
6、农学化肥利用率＝(施肥区产量-不施肥区产量)/施肥量
7、这个指标引入了不施肥区的产量作为对照，在一定程度上避免了土壤因素的影响，但是忽视了作物对养分有效性响应的基因型差异，在不同地区、不同品种之间的比较仍缺乏可靠的参考。
8、(3)化肥回收率和养分生理利用率
9、化肥回收率＝(施肥区作物收获器官的养分积累量-不施肥区作物收获器官的养分积累量)/施肥量
10、养分生理利用率＝作物收获器官生物量/作物养分积累量
11、化肥回收率和养分生理利用率分别从养分吸收和同化的角度
技术实现思路
1、鉴于以上技术问题，本专利技术基于极坐标和向量分析，提出一种基于极坐标的作物养分效率评估方法，实现作物养分效率的准确、快速评估，不需要进行化学成分检测，成本低、易操作，不同地点的结果具有可比性。
2、本专利技术提供的具体技术方案如下：
3、本专利技术提供一种基于极坐标的作物养分效率评估方法，包括以下步骤：
4、以待测品种在养分缺乏地块的产量为横坐标、正常地块的产量为纵坐标、若干个对照品种的平均产量为原点，建立极坐标系；
5、基于建立的极坐标系，得到待测品种的极坐标；
6、以待测品种的极坐标数据计算投影差分，利用该投影差分对待测品种的养分效率进行评估。
7、作为本专利技术的一个优选实施例，所述待测品种的极坐标数据包括半径为r和极角为θ0的特征向量。
8、作为本专利技术的一个优选实施例，第j个待测品种的极坐标为：
9、
10、
11、其中，rj为第j个待测品种的半径，θj为第j个待测品种的的极角，tjn0为第j个待测品种在养分缺乏地块的产量，tjn225为第j个待测品种在正常地块的产量，cin0为第i个对照品种在养分缺乏地块的产量，cin225为第i个对照品种在正常地块的产量，n为对照品种的数量。
12、作为本专利技术的一个优选实施例，所述投影差分的计算公式为：
13、pd＝sinθ0-cosθ0*r
14、其中，pd为投影差分，θ0为待测品种极坐标数据中的极角，0≤θ0＜360°，r为待测品种极坐标数据中的半径。
15、作为本专利技术的一个优选实施例，以所述投影差分对作物养分效率进行评估的标准为：
16、当pd＜0时，待测品种的养分效率低于对照品种；
17、当pd＝0时，待测品种的养分效率等于对照品种；
18、当pd＞0时，待测品种的养分效率高于对照品种。
19、作为本专利技术的一个优选实施例，以待测品种极坐标数据的极角作为指标来评估待测品种的产量潜力。
20、更优选地，以极角评估待测品种产量潜力的评价标准为：
21、当0＜θ0＜180°时，待测品种的产量潜力高于对照品种；
22、当180°＜θ0＜360°时，待测品种的产量潜力低于对照品种。
23、作为本专利技术的一个优选实施例，以待测品种极坐标数据的极角及所述投影差分作为指标来综合评估待测品种的养分效率及产量潜力。
24、更优选地，综合评估待测品种的养分效率及产量潜力的评价标准为：
25、当pd＞0且45°＜θ0＜180°时，待测品种养分效率和产量潜力均高于对照品种；
26、当pd＞0且180°＜θ0＜225°时，待测品种养分效率高于对照品种，但产量潜力低于对照品种；
27、当pd＜0且0°＜θ0＜45°时，待测品种养分效率低于对照品种，但产量潜力高于对照品种；
28、当pd＜0且225°＜θ0＜360°时，待测品种养分效率和产量潜力均低于对照品种。
29、作为本专利技术的一个优选实施例，作物的养分效率指的是作物对氮、磷、钾、钙、镁、锌等营养元素的吸收利用。
30、作为本专利技术的一个优选实施例，所述作物包括但不限于玉米、小麦、水稻、大豆或瓜果蔬菜类植物。
31、对比现有技术，本专利技术的有益效果为：
32、本专利技术提供的方法利用极坐标和向量分析，从作物响应肥料投入的角度，建立了不依赖化学成分检测的作物养分效率评估方法，具有低成本、短周期、易操作、可比性强等优点。
33、本专利技术提供的方法可用于评估氮、磷、钾等大量营养元素的作物养分效率，对包括但不限于玉米、水稻、小麦或瓜果蔬菜类等作物均适用。
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1.一种基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，所述待测品种的极坐标数据包括半径为r和极角为θ0的特征向量，第j个待测品种的极坐标为：
3.根据权利要求2所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，所述投影差分的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，利用所述投影差分对待测品种的养分效率进行评估的标准为：
5.根据权利要求2所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，以待测品种极坐标数据的极角作为指标来评估待测品种的产量潜力。
6.根据权利要求5所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，以极角评估待测品种产量潜力的评价标准为：
7.根据权利要求2所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，以待测品种极坐标数据的极角及所述投影差分作为指标来综合评估待测品种的养分效率及产量潜力。
8.根据权利要求7所述的基于极坐标的作物养分效率评估方
9.根据权利要求1所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，所述养分效率是指作物对氮、磷、钾的利用效率。
10.根据权利要求1所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，所述作物选自玉米、小麦、水稻、大豆或瓜果蔬菜类植物。
...【技术特征摘要】
1.一种基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，所述待测品种的极坐标数据包括半径为r和极角为θ0的特征向量，第j个待测品种的极坐标为：
3.根据权利要求2所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，所述投影差分的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，利用所述投影差分对待测品种的养分效率进行评估的标准为：
5.根据权利要求2所述的基于极坐标的作物养分效率评估方法，其特征在于，以待测品种极坐标数据的极角作为指标来评估待测品种的产量潜力。
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘正，李从锋，周宝元，丁在松，王新兵，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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