土壤墑情自動化監(jiān)測設(shè)備應(yīng)用與監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

張曉玲

（呂梁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西呂梁 033000）

1 自然概況

呂梁市位于山西省中部西側(cè)，因呂梁山脈縱貫全境而得名，東部緊鄰太原市、晉中市，西隔黃河與陜北相望，南部、北部分別與臨汾市、忻州市接壤。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季干燥，夏季炎熱，秋季涼爽，冬季寒冷，降雪稀少。年均氣溫9℃左右，由于特定的自然條件和地理因素，呂梁市“十年就有九年旱、一年還是洪水泛”，降水量年際變差大，時空分布不均，作物生育期干旱少雨，年均降水量480 mm左右。

2 政策引領(lǐng)

2019年，根據(jù)山西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳《關(guān)于下達2019年中央農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和農(nóng)業(yè)資源及生態(tài)保護補助資金使用計劃的通知》（晉農(nóng)計財發(fā)〔2019〕36號）、山西省土壤肥料工作站《關(guān)于做好2019年旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作的通知》（晉農(nóng)土發(fā)〔2019〕26號）的文件精神，確定除汾陽市、中陽縣外，其余11個縣市區(qū)實施該項目，省級投資220萬元（每縣市20萬元），用于購置及運行土壤自動監(jiān)測站和管式自動檢測儀等設(shè)備。建立健全土壤墑情監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系，擴大土壤墑情監(jiān)測范圍，全面提升監(jiān)測效率和服務(wù)能力。

3 技術(shù)要求

3.1 固定式土壤自動監(jiān)測站

土壤墑情監(jiān)測站是集土壤溫度濕度采集、存儲、傳輸和管理于一體的土壤墑情自動檢測系統(tǒng)。土壤墑情自動檢測系統(tǒng)長期固定在農(nóng)田某一位置，可通過無線通信的方式上傳到管理平臺，管理人員利用手機或電腦可以隨時隨地查看作物種植區(qū)域?qū)崟r的土壤含水量（不低于0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～100 cm）、風(fēng)向風(fēng)速、大氣壓、空氣濕度、土壤濕度、總參數(shù)等數(shù)據(jù)，能夠及時、準(zhǔn)確判斷是否需要灌溉及灌溉水量等。

3.2 管式土壤墑情自動監(jiān)測儀

管式土壤墑情自動監(jiān)測儀能夠測量不同土層土壤含水量、土壤濕度等因子，實時進行土壤墑情數(shù)據(jù)自動采集、存儲，能夠定時將采集的信息自動上傳到全國土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)及上一級土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測儀器。

3.3 共性要求

選擇具有代表性的地塊設(shè)立土壤墑情監(jiān)測站并安裝土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)。要求固定式土壤自動監(jiān)測站安裝不同方位四個管式土壤墑情自動監(jiān)測儀，溫度在-30℃～60℃下可以正常工作，支持手機無線移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上傳與導(dǎo)出。

4 主要做法

4.1 監(jiān)測點布設(shè)

充分考慮區(qū)域的主導(dǎo)作物、土壤類型、氣候條件、灌排條件和生產(chǎn)水平等因素合理布局，以縣為單元，選擇有代表性的地塊，全市設(shè)立國家級、省級監(jiān)測點以及新增監(jiān)測點44個。主要包括地理位置、氣候條件、土壤類型、種植制度、田間持水量、相對含水量等，采用統(tǒng)一編號，設(shè)立標(biāo)志牌，建立監(jiān)測點檔案等。

4.2 數(shù)據(jù)采集

各監(jiān)測縣每年3月份開始，及時啟動土壤墑情監(jiān)測工作。統(tǒng)一土層深度0～20 cm、20～40 cm，在每月10日和25日定期采集、測定、報送墑情與旱情監(jiān)測數(shù)據(jù)，固定自動化監(jiān)測設(shè)備，將土壤含水量、作物長勢、降水、灌排情況、農(nóng)事措施等數(shù)據(jù)，采用無線通信方式實時上傳到錄入“全國土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)”。

4.3 信息編報

市級監(jiān)測機構(gòu)及時收集各縣上報的數(shù)據(jù)進行梳理、歸類、匯總和墑情等級評價，撰寫墑情監(jiān)測簡報。內(nèi)容包括總體情況判斷、墑情分析、墑情變化趨勢預(yù)測以及對策措施建議等，向當(dāng)?shù)卣蜕弦患夀r(nóng)業(yè)部門以及相關(guān)單位通過網(wǎng)絡(luò)、電子郵箱、手機短信、微信等形式及時發(fā)布有關(guān)土壤墑情監(jiān)測簡報與旱情信息，不斷提高墑情監(jiān)測的時效性。2次/月，1年發(fā)布20期以上，在一些重要的農(nóng)時季節(jié)，如春播、秋種前后、作物灌漿等生育關(guān)鍵時期以及旱災(zāi)突發(fā)期，及時增加發(fā)布頻率，并提出建議和對策。

4.4 逐步建立土壤墑情評價指標(biāo)體系

按照耕地利用類型確定評價等級標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)土壤水分、作物表象、生產(chǎn)活動等因素綜合評價墑情等級，并逐步建立本區(qū)域墑情評價指標(biāo)體系。土壤墑情評價等級分為過多、適宜、不足、干旱四個等級。

1）過多：土壤水分超過作物播種出苗或生長發(fā)育適宜含水量上限（通常土壤相對含水量大于80%）土壤水分飽和，田間出現(xiàn)積水，對作物播種或生長產(chǎn)生不利影響。

2）適宜：土壤水分滿足作物播種出苗或生長發(fā)育需求（通常土壤相對含水量60%～80%），有利于作物正常生長。

3）不足：土壤水分低于作物播種出苗或生長生育適宜含水量的下限（通常土壤相對含水量50%～60%），不能滿足作物生長需求，生長發(fā)育受到影響，短期可能會出現(xiàn)卷葉、萎蔫等現(xiàn)象。

4）干旱：土壤水分供應(yīng)不足（通常土壤墑情相對含水量低于50%），干土層深5 cm以上，作物生長發(fā)育受到危害，葉片會出現(xiàn)萎蔫、干枯等（表1）。

表1 呂梁市主要作物土壤墑情評價指標(biāo)體系

5 墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

根據(jù)2021年土壤墑情監(jiān)測結(jié)果顯示，全市1月份土壤耕層已封凍，2月份0～20 cm、20～40 cm，北部山區(qū)部分未解凍，其他縣墑情等級為適宜。進入3月份，我市春耕春播工作陸續(xù)展開，3月份0～20 cm、20～40 cm墑情等級為適宜。4月份，全市平均降水量為15.8 mm，比去年同期23.4 mm減少32%，0～20 cm、20～40 cm大部土壤墑情等級為適宜，南部地區(qū)墑情不足。5月份，全市平均降水量為46.3 mm，比去年同期37.6 mm增長23%，0～20 cm、20～40 cm土壤含水量基本適宜。

6月份，全市平均降水量60.2 mm，基本與去年持平，0～20 cm、20～40 cm土壤墑情不足。7月份，全市平均降水量58.2 mm，比去年同期100.1 mm減少42%，0～20 cm、20～40 cm大部土壤墑情等級顯示不足或干旱。8月份，全市平均降水量為54.4 mm，比去年同期105.2 mm減少48%，0～20 cm、20～40 cm土壤墑情等級為干旱或不足。而處于作物生長關(guān)鍵期的5～8月份，氣溫高，日照充足，作物需水較多，此時的降水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大，有“夏至雨點值千金”之說。

9月份，全市平均降水量為99.8 mm，比去年同期70.9 mm增長41%。10月2～7日，我市遭遇一次罕見的汛期外秋季暴雨，降雨量大，持續(xù)時間長，全市平均降水量超過200 mm以上，田間積水嚴(yán)重，墑情等級顯示為過多，給即將展開的秋收、秋播工作帶來了不利影響。

6 農(nóng)事建議

6.1 科技引領(lǐng)

根據(jù)不同區(qū)域的氣候、水資源、立地條件大力推廣寬膜多壟溝、滲水地膜覆蓋、探墑溝播、集雨補灌、滴灌、微噴灌、膜下滴灌水肥一體化等旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣應(yīng)用，改善土壤保水性能，達到蓄水保墑、改土培肥的效果。

6.2 示范帶動

為提高作物抗旱能力，在旱作區(qū)示范推廣秸稈覆蓋保墑、少耕穴灌、抗旱品種、精制有機肥、配方肥、保水劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、增效劑、長效肥料、菌肥等，增強抗旱能力，確保穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)。

圍繞干旱這一影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素，在汾陽市三泉鎮(zhèn)郭家莊村示范推廣玉米抗旱抗逆新技術(shù)133.33 hm2，施入含量為22-12-6配方肥40 kg/667m2+含氮磷鉀5%、有機質(zhì)45%的精制有機肥120 kg/667m2模式，增產(chǎn)玉米52 kg/667m2，133.33 hm2總增產(chǎn)玉米10.4萬kg，總增收24.96萬元，取得了顯著的經(jīng)濟效益。同時，土壤蓄水保墑能力、水資源利用率和土地利用率均得到提高。

6.3 田間管理

及時進行查苗補苗，確保已出苗的春播作物正常生長。結(jié)合天氣情況、土壤墑情、植株長勢等，適時適量進行中耕除草追施氮肥，減少土壤水分蒸發(fā)。

6.4 部門聯(lián)動

積極與氣象、水利等部門溝通配合，利用一切可能氣象條件實施人工增雨和人工降雨作業(yè)，增加有效降水，改善土壤墑情。