吉林省土壤信息時空數據庫的應用研究

王劍峰++杜東明++陳怡兵++朱明志++潘宇

摘要：農業信息化是實現農業現代化的必要條件之一，同時也是支撐現代農業發展的必然要求，作為農業技術推廣部門，如何全方位實時掌握土壤信息變化對于探索研究農業生產技術具有重要意義。本文對吉林省土壤信息時空數據庫的應用研究進行研究推廣，以供參考。

關鍵詞：土壤信息；時空數據；應用研究

中圖分類號： P208 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.21.041

吉林省測土配方施肥、耕地質量監測已推廣至所有縣（市、區），土壤墑情監測網絡已覆蓋26個縣（市），并能夠指導農業生產與農業病蟲害防范的土壤信息量化體系。

吉林省土壤肥料總站不斷探索研究，通過將土壤信息以智能化方式匯總、分析、利用，最終研制出整體式、掩埋式土壤信息自動監測儀。該項技術的出現成功解決了目前農業技術發展所處的瓶頸期，其能夠全天候自動監測土壤中水分、溫度，空氣中風速，土壤中速效氮、磷、鉀等全面信息，對構建土壤類型、養分分區、作物生長和病蟲害防范提供量化和較為科學的依據。目前，該項技術已于2015年6月申報并獲得國家知識產權局專利。

1總體完成情況

1.1完成土壤時空數據庫基礎構建和儀器功能研發

依照實施方案完成SPR-NX-TS型掩埋式土壤信息自動監測儀功能的研發，該設備能準確將測試地點的地理位置信息、土壤溫度、土壤含水率等監測信息通過無線互聯技術傳輸至指定服務器，通過計算機信息處理技術完成數據采集、分析、處理形成大數據庫。同時該設備應用耐高溫、耐高壓、低功耗（待機時間長達36個月）的技術，經過多次的野外應用與測試，性能均已達到設計要求，各項指標合格，尤其在信號傳輸、耐溫、耐腐蝕、耐壓方面性能表現突出，能滿足在各種惡劣氣候、地理環境下的土壤信息采集，為科學指導農業生產提供有力的參考依據。

1.2完成項目區建設任務

分別在洮北區、松原市兩個典型地區進行項目建設推廣應用，在`伊通滿族自治縣開展土壤時空數據庫的構建。各測試點依據氣候特點、土壤類型、種植結構等因素，進行統一規劃、確立統一標準，充分利用現有資源，因地制宜的總體建設原則，依照各試點的不同地理特點制定建設方案，參與項目實施的各部門在總體方案的統一指導下，按照規范的流程，按時完成了土壤時空數據庫構建任務。洮北區按各鄉（鎮）布點方式掩埋11個探測儀器，松原市以平均散布的布點方式掩埋19個探測儀器。各試點在農田覆蓋地區，均實現了區域均勻覆蓋監測，每天上傳4次數據，分別是耕層20厘米及耕層40厘米土壤溫度、土壤含水率。各試點單位均在春耕前完成監測儀器布點、調試，并確保各項功能正常。

2項目創新點

一是以土壤信息自動監測技術專利為基礎，構建土壤時空數據庫，研發土壤數據實時監測設備設施；二是探索土壤時空參數自動化監測傳輸手段，搭建土壤時空數據庫傳輸平臺；三是開展監測測試，完成試驗監測點布設；四是研究土壤墑情、溫度等時空數據和化肥料使用量關系，促進化肥減量使用，科學調整施肥結構，及時掌控土壤時空數據變化；五是研究信息整合發布，將農業信息化技術與土壤肥料技術有機結合，實現了現代信息化技術與土肥技術推廣模式的全程深度融合；六是在“測土配方施肥手機信息服務平臺”擴充功能，建設“土壤時空數據平臺”，科學指導現代農業生產。

主要技術內容：一是土壤信息監測；二是土壤信息統計分析預測；三是土壤信息平面圖。

3取得的成效

土壤信息時空的監測數據準確，達到項目預期要求。設備通過可視化的數據檢索，繪制曲線走勢圖形的方式對實時數據和歷史數據進行統計分析，展示了不同土質、不同地區下的水分滲透，溫度變化等規律。30部儀器采集數據準確，信號穩定，傳輸及時，全年運行正常無故障，達到了項目預期要求。

4存在問題及建議

4.1加強項目的相關管理

該項目需要各試點單位指派專人負責相關業務工作，設備硬件設施需要定期安排儀器維護、更換電池、網絡卡續費，埋設位置拍照記錄等工作。在軟件終端，需定期檢查更新軟件，確保系統運行無漏洞。相關業務工作比較瑣碎且周期性長，需要各個試點單位加強相關管理，才能確保項目各環節順利開展。

4.2加強各項新功能研發

土壤時空數據庫的建立填充了農業信息化發展的一個空白點，隨著國家農業生產政策的調整和農民的需要，將土壤信息數字化，需要進行前瞻性研發和技術儲備，以滿足農業生產的需要。農業生產現代化、科技化、數字化是今后農業生產發展的方向，作為配套服務的土壤時空數據庫應繼續加大研發進度，開發新功能，及時、全面地適應農業生產發展需求。

4.3擴大項目實施應用范圍

土壤時空數據庫是高科技應用項目，是適應農業現代化發展需求開發的服務方式，農業生產服務信息化、科技化也是今后發展的主要方向。該項目要與全省覆蓋的測土配方施肥手機信息服務項目全面對接，實現逐步擴大覆蓋面積，讓土肥信息化服務更加完善、廣泛。

作者簡介：王劍峰，本科學歷，研究員，研究方向：土壤農化；杜東明，本科學歷，高級農藝師，研究方向：土壤農化。

通訊作者：陳怡兵，碩士，助理農藝師，研究方向：農業信息化。endprint