施用化肥对农作物的增产增效具有重要意义,但化肥的不合理施放会造成一定程度的环境污染和肥料浪费,甚至会造成土地质量的下降,进而造成减产的负面效果,得不偿失。针对该问题,本论文通过一定的调查研究,对相关数据进行整理、汇总,综合分析测土配方施肥对作物增产增效的影响,通过对植物营养学理论进行研究,利用统计学指标对施肥现状进行描述,建立了统计分区施肥模型。随着计算机通信技术和测土配方技术的日渐成熟,我国推出了测土配方施肥专家系统,利用计算机远程指导农民进行施肥。经过多年的发展,测土配方施肥专家系统在我国测土配方施肥的推广过程中做出了巨大贡献。3S技术和计算机技术的发展使测土配方施肥技术的实时推广成为了现实。目前最常用的测土配方施肥的推广模式是,利用ARCGIS Engine建立专家客户端系统,内置符合本地的施肥模型,通过代入土壤养分和产量指标,生成推荐施肥卡,再分发到农民手中。也有专家利用移动端webgis进行测土配方施肥技术推广的研究。根据测土配方施肥方法的发展及其对计算机技术的应用,本课题在大量产量和土壤肥力数据基础上提出了基于统计学的分区施肥模型,并以其为内置模型,建立了基于短信和GIS的测土配方施肥专家系统。本文通过对一定区域内耕地产量和土壤养分含量进行统计分析,建立统计分区模型(Statistic Division Fertilization Model,简称SDFM),并依据模型参数划分高、中、低产量区间和土壤养分含量区间。在区域内进行多点实验,获取它们的区域适宜施肥量。然后在区域适宜施肥量的基础上,利用决策点实际产量和土壤养分值进行调整,得到最终施肥推荐结果,从而对施肥量进行决策。以农安县2006~2011年产量和养分采样点数据为原始数据,利用目标产量养分平衡法和统计分区施肥模型进行了决策对比。结果显示:统计分区模型决策结果出现异常值的概率只有2%,而目标产量法对氮肥、磷肥和钾肥的决策结果异常值出现概率分别为45%,47%和47%。可见统计分区施肥很大程度地提高了决策结果的精度,从而在县级以下的测土配方施肥中进行推广。以统计分区施肥模型作为施肥量计算模型,结合短信猫技术、GIS技术和数据库技术,我们建立了面向广大农户的精准施肥推荐系统。系统对短信猫二次开发组件和ArcEngine的.Net组件进行了整合,并利用多线程技术实现了短信的自动收发。该系统可分为数据库建设和短信收发两个模块,数据库建设模块用于生成决策所需的栅格数据和模型参数数据;短信收发模块用于接收用户位置信息,并将计算得到的该位置的施肥量自动返回给用户。经检验,该系统可为县级测土配方施肥推广部门提供服务。综上所述,该论文的研究结论为模型建立和系统的建立等两大部分。模型的建立利用土壤养分、产量和施肥量的数量关系,建立统计模型。依据模型分区之后,可以确定每个肥力区的平均施肥量,在该施肥量的基础上,再依据施肥量和产量的正相关,以及施肥量和土壤养分含量的负相关关系,建立一个在一定范围内进行正负调整的公式。将该公式应用于模型计算中,可进一步缩小施肥量的范围,从而实现更精准的推荐施肥。系统建立方面,通过短信系统和3S技术的结合,实现了将3S技术直接应用到生产实践中去,避免了下发施肥卡等复杂的流程,节省了大量人力物力。从业务层面来讲,该研究对解决测土配方施肥推广的最后一公里具有重要意义。