光譜技術在土壤水分含量檢測中的研究進展

李鑫星，梁步穩，白雪冰，李 娜

1. 中國農業大學信息與電氣工程學院食品質量與安全北京實驗室，北京 100083 2. 承德石油高等專科學校工業技術中心，河北 承德 067000

引 言

土壤是影響農業生產的重要因素之一，是保障農作物品質、產量和區域生態環境穩定的基礎。 目前我國面臨土壤資源緊張、農業用水資源相對緊缺等重大挑戰，截至2018年，我國人均水資源量2 007.57 m3·人-1，不足世界的三分之一，年總用水總量6 110.00億m3，農業用水3 807.00億m3，農業用水占據全國總用水量的2/3。 然而，農業用水利用率較低，高效利用水資源已成為農業生產亟待解決的問題[1-3]。 如何節約土壤水資源，精確地檢測土壤水分含量，保證作物的生產已經成為目前研究的熱點問題。

傳統獲取土壤水分含量的方法包括取樣測定法(烘干法、核磁共振法等)和定點測定法(中子儀法、時域反射儀法等)，雖然可以精確地獲取地面部分區域的含水量數據，但成本高、時效性差，少量的單點數據無法反映全部土壤的含水情況，不適用于農業生產[4-5]。 因此土壤水分含量檢測亟需從靜態向動態、實時持續高效的監測，而光譜土壤水分檢測技術正適應這種發展的需求。

光譜技術具有快速性、精確性和無損性等特點[6-7]，近五年來國內外光譜技術在土壤水分含量檢測領域應用有很多報道，本文對光譜技術在土壤水分含量檢測中的優勢和局限性進行了總結，闡述了光譜土壤水分含量檢測的關鍵技術并展望其發展趨勢，為土壤水分研究提供系統的綜合參考。……