(问题)农业生产中,土壤含水量直接关系作物长势、肥料利用效率以及病虫害发生风险;随着节水农业、智慧农业推进,生产端对“何时浇、浇多少、浇到哪一层”的精细化需求不断提高。然而,传统墒情监测多依赖单点测量或人工采样,数据离散、连续性不足,且在土壤接触不良、环境干扰等情况下容易出现偏差,难以支撑灌溉方案的动态调整。 (原因)业内人士分析,墒情监测面临的核心难点在于“代表性”和“稳定性”。一上,土壤空间异质性强,单点数据容易受局部孔隙、石砾、压实度影响,难以反映一定范围内的平均水分状况;另一方面,传感器与土壤贴合程度、长期埋设后的漂移、雨水浸泡与腐蚀等因素都会影响测量结果。此外,农业生产节奏快、用工成本上升,也倒逼监测由间歇式走向全天候、自动化。 (影响)数据不准或不连续,直接影响灌溉与施肥决策:过量灌溉可能造成水资源浪费、土壤养分淋失,甚至诱发根系缺氧;灌溉不足则易导致作物受旱减产,品质不稳。设施农业、果园等高投入场景,误差带来的经营风险更为突出。对规模化经营主体而言,缺少稳定的剖面墒情数据,也限制了水肥一体化、分区灌溉等技术的效果发挥。 (对策)针对上述痛点,管式土壤墒情自动监测方案受到关注。以WX-GTS4为代表的管式土壤剖面监测设备,将传感器以管式结构埋设于土壤中,通过多层测量实现剖面温度、湿度与电导率等参数的同步获取。其思路在于:用“多深度+连续采集”弥补单点测量的局限,以更稳定的土壤接触方式降低空气间隙等造成的误差,进而提升数据可用性。 从技术路径看,管式结构可使传感器与周围土体更充分贴合,减少接触不良带来的跳变数据;单支传感器可覆盖多个深度层位,监测深度与层数可按作物根系分布与管理需求进行配置(一般在1米以内定制),从而为苗期、花果期等不同生育阶段提供分层依据。同时,设备支持自动化、连续化采集与存储,降低人工巡检频次,提高监测时效。部分产品采用低功耗设计与较高防护等级,可适应野外长期埋设、雨水浸泡与土壤潮湿环境,提升长期运行的稳定性。 应用层面,管式剖面数据可与灌溉系统联动,为“按需供水”提供更直接证据:当浅层水分下降但深层仍保持适宜时,可避免盲目加水;当深层出现持续干化趋势时,则提示需要延长灌溉时长或调整灌溉强度。电导率等指标还可为盐分累积、施肥浓度变化提供参考,辅助管理者优化水肥配比,降低次生盐渍化风险。 (前景)业内预计,随着高标准农田建设、设施农业升级以及农业数字化基础设施完善,墒情监测将从“单一监测”走向“多源融合”,与气象、作物长势、灌溉阀控等系统形成闭环决策。管式剖面监测因能够提供更具层次感、连续性的现场数据,有望在智慧大棚、果园滴灌、规模化种植基地等场景加速普及。下一步技术演进重点或将集中在三上:一是提升跨季节、跨土壤类型的模型适配能力,增强数据可比性;二是完善远程运维与异常诊断,更降低维护成本;三是推动数据标准化与平台化对接,使墒情数据更顺畅地服务于农业管理、保险评估与节水绩效核算等更广领域。
在保障粮食安全和水资源保护的双重目标下,科技创新为农业可持续发展提供新方案;管式土壤墒情监测技术的应用,展现了我国农业装备制造的进步,也标志着以数据为核心的精准农业时代正在到来。这是农业现代化转型的重要实践,也是落实"藏粮于地、藏粮于技"战略的具体举措。(完)