吉林省土壤信息时空数据库的应用研究

王剑峰++杜东明++陈怡兵++朱明志++潘宇

摘要：农业信息化是实现农业现代化的必要条件之一，同时也是支撑现代农业发展的必然要求，作为农业技术推广部门，如何全方位实时掌握土壤信息变化对于探索研究农业生产技术具有重要意义。本文对吉林省土壤信息时空数据库的应用研究进行研究推广，以供参考。

关键词：土壤信息；时空数据；应用研究

中图分类号： P208 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.21.041

吉林省测土配方施肥、耕地质量监测已推广至所有县（市、区），土壤墒情监测网络已覆盖26个县（市），并能够指导农业生产与农业病虫害防范的土壤信息量化体系。

吉林省土壤肥料总站不断探索研究，通过将土壤信息以智能化方式汇总、分析、利用，最终研制出整体式、掩埋式土壤信息自动监测仪。该项技术的出现成功解决了目前农业技术发展所处的瓶颈期，其能够全天候自动监测土壤中水分、温度，空气中风速，土壤中速效氮、磷、钾等全面信息，对构建土壤类型、养分分区、作物生长和病虫害防范提供量化和较为科学的依据。目前，该项技术已于2015年6月申报并获得国家知识产权局专利。

1总体完成情况

1.1完成土壤时空数据库基础构建和仪器功能研发

依照实施方案完成SPR-NX-TS型掩埋式土壤信息自动监测仪功能的研发，该设备能准确将测试地点的地理位置信息、土壤温度、土壤含水率等监测信息通过无线互联技术传输至指定服务器，通过计算机信息处理技术完成数据采集、分析、处理形成大数据库。同时该设备应用耐高温、耐高压、低功耗（待机时间长达36个月）的技术，经過多次的野外应用与测试，性能均已达到设计要求，各项指标合格，尤其在信号传输、耐温、耐腐蚀、耐压方面性能表现突出，能满足在各种恶劣气候、地理环境下的土壤信息采集，为科学指导农业生产提供有力的参考依据。

1.2完成项目区建设任务

分别在洮北区、松原市两个典型地区进行项目建设推广应用，在`伊通满族自治县开展土壤时空数据库的构建。各测试点依据气候特点、土壤类型、种植结构等因素，进行统一规划、确立统一标准，充分利用现有资源，因地制宜的总体建设原则，依照各试点的不同地理特点制定建设方案，参与项目实施的各部门在总体方案的统一指导下，按照规范的流程，按时完成了土壤时空数据库构建任务。洮北区按各乡（镇）布点方式掩埋11个探测仪器，松原市以平均散布的布点方式掩埋19个探测仪器。各试点在农田覆盖地区，均实现了区域均匀覆盖监测，每天上传4次数据，分别是耕层20厘米及耕层40厘米土壤温度、土壤含水率。各试点单位均在春耕前完成监测仪器布点、调试，并确保各项功能正常。

2项目创新点

一是以土壤信息自动监测技术专利为基础，构建土壤时空数据库，研发土壤数据实时监测设备设施；二是探索土壤时空参数自动化监测传输手段，搭建土壤时空数据库传输平台；三是开展监测测试，完成试验监测点布设；四是研究土壤墒情、温度等时空数据和化肥料使用量关系，促进化肥减量使用，科学调整施肥结构，及时掌控土壤时空数据变化；五是研究信息整合发布，将农业信息化技术与土壤肥料技术有机结合，实现了现代信息化技术与土肥技术推广模式的全程深度融合；六是在“测土配方施肥手机信息服务平台”扩充功能，建设“土壤时空数据平台”，科学指导现代农业生产。

主要技术内容：一是土壤信息监测；二是土壤信息统计分析预测；三是土壤信息平面图。

3取得的成效

土壤信息时空的监测数据准确，达到项目预期要求。设备通过可视化的数据检索，绘制曲线走势图形的方式对实时数据和历史数据进行统计分析，展示了不同土质、不同地区下的水分渗透，温度变化等规律。30部仪器采集数据准确，信号稳定，传输及时，全年运行正常无故障，达到了项目预期要求。

4存在问题及建议

4.1加强项目的相关管理

该项目需要各试点单位指派专人负责相关业务工作，设备硬件设施需要定期安排仪器维护、更换电池、网络卡续费，埋设位置拍照记录等工作。在软件终端，需定期检查更新软件，确保系统运行无漏洞。相关业务工作比较琐碎且周期性长，需要各个试点单位加强相关管理，才能确保项目各环节顺利开展。

4.2加强各项新功能研发

土壤时空数据库的建立填充了农业信息化发展的一个空白点，随着国家农业生产政策的调整和农民的需要，将土壤信息数字化，需要进行前瞻性研发和技术储备，以满足农业生产的需要。农业生产现代化、科技化、数字化是今后农业生产发展的方向，作为配套服务的土壤时空数据库应继续加大研发进度，开发新功能，及时、全面地适应农业生产发展需求。

4.3扩大项目实施应用范围

土壤时空数据库是高科技应用项目，是适应农业现代化发展需求开发的服务方式，农业生产服务信息化、科技化也是今后发展的主要方向。该项目要与全省覆盖的测土配方施肥手机信息服务项目全面对接，实现逐步扩大覆盖面积，让土肥信息化服务更加完善、广泛。

作者简介：王剑峰，本科学历，研究员，研究方向：土壤农化；杜东明，本科学历，高级农艺师，研究方向：土壤农化。

通讯作者：陈怡兵，硕士，助理农艺师，研究方向：农业信息化。endprint