在全球耕地质量下降和水资源紧张的压力下,如何精准监测土壤水分,已成为农业可持续发展的关键。传统土壤检测方法往往需要取样,破坏性强,且难以获得连续数据,难以满足现代农业精细化管理的需求。中国科学院地质与地球物理研究所施其斌研究团队将地震学中的分布式光纤传感技术引入农业监测。该技术在田间铺设直径仅数毫米的光纤缆线,即可实时捕捉土壤中地震波传播的变化,监测可细化到分钟级,并且无需扰动土壤结构。研究显示,地震波在干燥土壤中的传播速度比湿润土壤快约30%。团队解释,这与水分蒸发过程中形成的毛细应力有关:毛细应力增强后,土壤颗粒间的结构强度提高,从而影响波速。
从“测含水量”到“看孔隙网络”,从经验耕作到数据驱动的结构调控,这项研究提示:守住土壤健康,不仅要关注水分多少,更要关注水分如何在土壤中流动与停留。提升土壤的蓄水与通气能力,才能为稳产增产和绿色发展打下更坚实的基础。