农田土壤理化参数快速获取技术研究进展与展望

• Published in: 智慧农业（中英文） Vol. 6; no. 3; pp. 17 - 33
• Main Authors: 齐江涛, 程盼婷, 高芳芳, 郭丽, 张瑞瑞
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业科学院农业信息研究所 30.05.2024; 吉林大学 生物与农业工程学院,吉林长春 130022,中国%北京市农林科学院智能装备技术研究中心,北京 100097,中国; 吉林大学工程仿生教育部重点实验室,吉林长春 130022,中国
• Subjects: 探地雷达; 光谱分析; 电磁感应; 快速感知; 卫星遥感; 土壤理化参数; ground penetrating radar; electromagnetic induction; fast sensing; spectral analysis; physical and chemical parameters of soil; satellite remote sensing
• ISSN: 2096-8094
• DOI: 10.12133/j.smartag.SA202404003

[目的/意义]土壤是农业基本的生产资料，其质量与农业高效生产和可持续发展密切相关。由于以往对农田的高强度利用以及土壤侵蚀等原因，导致部分农田出现土壤有机质明显下降、地力减弱和生态功能退化等现象。土壤理化参数作为揭示土壤空间特征、评估土壤肥力的关键指标，对农田可持续利用起着至关重要的作用。因此，土壤理化参数信息的快速获取极为必要。[进展]探讨了农田土壤理化参数获取技术的研究意义，总结了当前用于农田土壤理化参数信息获取的主要技术，包括以电化学分析和光谱分析为主的实验室快速检验技术，以电磁感应、探地雷达、多光谱、高光谱和热红外为主的近地快速感知技术，以直接反演法、间接反演法和结合分析法为主的卫星遥感技术，以及近年的新型快速获取技术，如生物传感、环境磁学、太赫兹光谱和伽马能谱等，梳理了各方法的优缺点及适用情况。[结论/展望]结合农田环境的作业需求，依据未来研究的侧重方向提出发展建议，包括开发便携化、智能化和经济型的近地土壤信息获取系统及设备，实现土壤信息的原位快速检测。优化低空土壤信息获取平台的性能，完善数据的解译方法；联合多因素构建卫星遥感反演模型，利用多种共享开放的云计算平台实现数据的深度挖掘。深入探索多源数据融合在土壤理化参数信息获取中的研究与应用，构建泛化能力强、可靠性高的土壤信息感知算法和模型等，从而实现土壤理化参数信息快速、精准和智能化获取。