在氣(qi)候變化(hua)與(yu)水(shui)資(zi)源短缺(que)的(de)雙(shuang)重(zhong)壓力(li)下，農業用(yong)水(shui)效率(lv)已(yi)成為糧食安全的(de)核(he)心(xin)命題。
土壤墑(shang)情(qing)自動(dong)監測(ce)站(zhan)作(zuo)為精(jing)準(zhun)農業的(de)“神(shen)經中(zhong)樞”，通(tong)過(guo)實(shi)時(shi)感知(zhi)土壤水(shui)分(fen)、溫度(du)及(ji)電(dian)導率等(deng)參(can)數(shu)，為灌溉決策、旱情預(yu)警與作物(wu)生(sheng)長調控(kong)提(ti)供(gong)科(ke)學(xue)依(yi)據。它如何破解(jie)傳(chuan)統農業“靠天(tian)吃飯”的(de)困(kun)局？其核(he)心(xin)技(ji)術又(you)如(ru)何(he)賦(fu)能(neng)智(zhi)慧(hui)農業？
壹(yi)、多(duo)維(wei)度(du)感知(zhi)：土壤狀態(tai)的(de)“數(shu)字透視(shi)鏡(jing)”
1.水(shui)分(fen)精(jing)準(zhun)測(ce)量
采用頻域(yu)反射（FDR）或時(shi)域(yu)反射（TDR）技(ji)術，監測(ce)0-100cm土層(ceng)體積含水(shui)率(lv)，精(jing)度達(da)±2%。例如，在滴灌(guan)葡(pu)萄(tao)園中(zhong)，系統通過(guo)分(fen)層(ceng)監測(ce)（20cm/40cm/60cm），精(jing)準(zhun)定(ding)位(wei)根(gen)系吸水(shui)層(ceng)，避免(mian)深(shen)層(ceng)滲(shen)漏。
2.溫度(du)與電(dian)導(dao)率(lv)協同(tong)分(fen)析(xi)
土壤溫度(du)傳(chuan)感器(qi)（-40℃~80℃）可(ke)揭示(shi)水(shui)分(fen)運(yun)動(dong)與(yu)微生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)的(de)關(guan)聯；電導率(lv)儀(yi)（0-20dS/m）則(ze)預警鹽漬(zi)化(hua)風(feng)險。某鹽堿地改(gai)良(liang)項(xiang)目通過(guo)該(gai)技(ji)術，將土壤EC值從(cong)12dS/m降(jiang)至(zhi)3dS/m，作物(wu)產(chan)量(liang)提(ti)升(sheng)40%。
3.氣(qi)象(xiang)數(shu)據融合
集(ji)成(cheng)雨(yu)量(liang)計與風(feng)速儀，計算有(you)效降(jiang)雨量(liang)與(yu)蒸發蒸騰(teng)量（ET₀）。例(li)如，在華北冬(dong)小(xiao)麥(mai)區(qu)，系統結合(he)ET₀與(yu)土壤水(shui)分(fen)虧缺(que)量，動(dong)態(tai)調整灌(guan)溉定額(e)，節水(shui)率(lv)達(da)35%。
二、智(zhi)能(neng)決(jue)策：從(cong)數據到灌(guan)溉的(de)“閉(bi)環(huan)控(kong)制”
1.閾(yu)值驅動(dong)灌(guan)溉
用戶(hu)可(ke)設定(ding)土壤水(shui)分(fen)下限（如田(tian)間持水(shui)量(liang)的(de)60%），當(dang)監測(ce)值低(di)於(yu)閾值時(shi)，系統自動(dong)觸(chu)發電磁閥開啟(qi)。某蔬菜(cai)基(ji)地應(ying)用該模式後，灌溉人工(gong)成(cheng)本(ben)降(jiang)低70%。
2.旱(han)情(qing)預警與災(zai)損評(ping)估(gu)
結合歷(li)史(shi)數據與作物(wu)需水(shui)模型，預(yu)測(ce)未來7天(tian)旱(han)情風(feng)險等(deng)級(ji)。2023年(nian)河(he)南抗(kang)旱中(zhong)，監測(ce)站(zhan)提(ti)前(qian)15天預(yu)警重(zhong)度幹(gan)旱，指導農戶搶(qiang)種耐旱品(pin)種，減(jian)少絕(jue)收面(mian)積(ji)12萬畝。
3.變量灌(guan)溉處(chu)方圖(tu)
通過(guo)GIS技(ji)術生(sheng)成農田水(shui)分(fen)空間分(fen)布圖(tu)，指導水(shui)肥(fei)壹(yi)體化(hua)設(she)備(bei)分(fen)區施策。新疆(jiang)棉(mian)田試(shi)驗(yan)顯(xian)示，該技(ji)術使氮肥利(li)用(yong)率提(ti)高(gao)25%，同(tong)時(shi)減(jian)少20%的(de)灌(guan)溉用水(shui)。
三(san)、部(bu)署與運(yun)維(wei)：適(shi)應復(fu)雜農情的(de)“硬(ying)核(he)裝(zhuang)備”
1.低(di)功耗(hao)與長(chang)續航(hang)
采(cai)用(yong)太陽能(neng)供(gong)電(dian)與(yu)LoRa無線傳(chuan)輸，單(dan)次充(chong)電可(ke)連續(xu)工(gong)作(zuo)30天(tian)，覆(fu)蓋半徑達3公(gong)裏(li)。例(li)如，在西南山(shan)區(qu)茶(cha)園，監測(ce)站(zhan)通(tong)過自組網(wang)將數(shu)據傳(chuan)輸至(zhi)雲端，解(jie)決信號(hao)盲區(qu)問(wen)題。
2.防(fang)塵(chen)防(fang)水(shui)與(yu)抗(kang)幹(gan)擾(rao)
傳(chuan)感器(qi)外殼(ke)達IP68防(fang)護等(deng)級(ji)，可(ke)抵(di)禦(yu)農藥(yao)噴灑(sa)與(yu)機械碾壓。某水(shui)稻(dao)田(tian)監測(ce)站(zhan)經受(shou)住(zhu)連續(xu)30天(tian)淹水(shui)考(kao)驗，數(shu)據完整率仍達98%。
3.雲端(duan)管(guan)理(li)與APP服務
農戶可(ke)通過(guo)手(shou)機實時(shi)查(zha)看土壤墑(shang)情(qing)，接收灌(guan)溉建議(yi)。某農業合(he)作社(she)利(li)用(yong)該(gai)功能(neng)，將1500畝(mu)農田的(de)巡(xun)查(zha)效率(lv)提(ti)升(sheng)5倍。
土壤墑(shang)情(qing)自動(dong)監測(ce)站(zhan)不(bu)僅是(shi)數(shu)據的(de)“收集(ji)器(qi)”，更(geng)是(shi)農業增效的(de)“指揮棒(bang)”。從(cong)大田(tian)作(zuo)物(wu)到設(she)施園藝，從(cong)節水(shui)灌(guan)溉到鹽(yan)堿地治(zhi)理(li)，它以(yi)厘米級(ji)監測(ce)精(jing)度與(yu)毫秒級(ji)數據傳(chuan)輸，重(zhong)新定(ding)義了“知(zhi)天(tian)而(er)作(zuo)”的(de)現(xian)代農業範(fan)式。在耕地資(zi)源趨緊(jin)與水(shui)資(zi)源約束加劇的(de)今(jin)天(tian)，這(zhe)壹(yi)技(ji)術正成(cheng)為端牢(lao)“中(zhong)國飯碗(wan)”的(de)隱(yin)形守護(hu)者。
