本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第6期，目次25
摘要：为了增强农业生产的效益和持续性，该文深入探讨了智慧农业对土壤肥料管理技术的创新和应用，阐述了在土壤肥料管理中，智慧农业工程技术的重要性，内容涵盖了精准施肥、降低环境污染以及提升农作物的产量和质量等多个方面，同时对智慧农业工程技术的应用对土肥管理方面的革新进行了说明，主要有土壤监测和分析技术、肥料智能配比和精准施用技术、土壤改良和修复技术，并以数字化土壤监测及精准施肥、智能水肥一体化管理以及农业物联网的应用为例，论证智慧农业工程技术对土肥管理的作用。
关键词：智慧农业；土肥管理；土壤监测
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智慧农业工程技术在土肥管理中的必要性
智慧农业工程技术对土肥管理很有必要。该技术可以根据土壤的肥力和作物的需求进行精确的施肥，例如在湖南省的水稻产区，原先的氮肥使用量是120～160公斤/亩，采用这项技术，可以将氮肥的使用量减少到100公斤/亩以下，提高了肥料的使用效率，同时水稻的产量和品质也得到了提升。不仅如此，该技术还能够根据土壤及作物需肥规律进行合理施肥，从而有效地降低由于过度施肥而造成土壤污染、水体富营养化及其他环境问题。除此之外，该技术还能根据作物的生长阶段和需求提供精准的营养供应，数据表明，其可以使水稻、玉米、油菜等作物的产量增加10%～20%，同时也能提高其品质。
智慧农业工程技术在土肥管理中的创新
2.1 土壤监测与分析技术的创新
智慧农业对土壤监测和分析的革新，完全改变了农业管理。现代技术使详细观测土壤属性得以实现，不仅促进土壤管理精确性提高，而且大大提高响应速度与干预效果。利用地理信息系统（GIS）、遥感技术和土壤传感器，农业专家可以实时获取土壤的湿度、温度、pH值和养分含量等数据。这些资料经准确分析，可为作物提供最合适的生长环境和引导农民有针对性地改良土壤。更进一步，该智能分析系统可将历史数据和实时数据集成在一起，并利用机器学习模型对土壤未来情况进行预测，如对潜在盐碱化或者养分缺失等情况进行预测。这一预测能力使农民能够预先采取措施以避免生产中可能出现的损失。此外，无人机与卫星技术的推出使大范围土壤监测得以实现，特别是对广大农田而言，它们为监测提供了经济、有效且覆盖面广的方案[1]。
2.2 肥料智能配比与精准施用技术
肥料智能配比及精准施用是智慧农业又一重大创新领域，通过对肥料种类，用量及施用时机进行精准调控，大幅提升肥料利用率及作物产量。智能配比技术采用先进传感器与分析软件结合土壤监测数据与作物需求，实现肥料配方的自动调节。例如，系统可以通过分析土壤中的氮、磷、钾含量，推荐最适合的肥料类型和配比比例，从而确保养分供应和作物需求之间的最佳匹配[2]。
2.3 土壤改良与修复技术的创新
智慧农业工程技术下土壤改良与修复技术创新显示出了巨大潜能，尤其对促进退化土壤生产力提高及生态平衡恢复具有重要意义。这些技术采用了先进的生物工程，化学调整方法和物理修复技术有目的地解决了土壤退化中重金属污染，盐碱化和有机质流失的问题。利用特定微生物恢复土壤的天然肥力和其结构特性。此法发挥了自然生物分解土壤有害物质而使土壤有机质内容有所增加，既环保又经济有效。另外，植物修复技术还广泛用于提高土壤质量，具体植物种类在其生长期间可以对土壤重金属等污染物进行吸附，而促使土壤结构得到改良[3]。
智慧农业工程技术在土肥管理中的实践
3.1 数字化土壤监测与精准施肥
湖南省智慧农业工程技术应用使土肥管理发生新变化。借助数字化土壤监测系统农户能够实时掌握土壤的肥力状况以及养分含量等信息，以便于进行准确施肥。湖南省早稻推荐配方为 20-10-10（N-P2O5-K2O）或 15-7-8（N-P2O5-K2O），晚稻推荐配方为 22-6-12（N-P2O5-K2O）或 13-4-8（N-P2O5-K2O）。在长株潭双季稻区，推荐的早稻配方是14-9-7（N-P2O5-K2O），而晚稻的推荐配方则是17-4-9（N-P2O5-K2O）。这些配方是在土壤精确监测与分析的基础上编制而成，在保证农作物能得到充足营养的前提下，避免了因过度施肥而导致浪费与环境污染。另外，数字化土壤监测系统能够根据土壤变化及时对施肥方案进行调整，使其能够满足不同生长阶段及气候条件下使用。如湘西，湘东等一季稻区因土壤酸性强，需适量使用石灰等有调酸作用的土壤调理剂。借助数字化土壤监测系统农户能够及时掌握土壤酸碱度情况，以便准确施加土壤调理剂以增加土壤肥力及农作物产量。
3.2 智能水肥一体化管理
智能水肥一体化经营是智慧农业工程技术应用于土肥经营的又一重要手段。通过智能化灌溉系统与施肥设备，农户能够实现准确水肥供给，提升作物生长效率与质量。在湖南省内，智能水肥一体化管理已被广泛地应用于水稻，玉米，油菜等作物种植。以棉油轮作区为例，当产量达到或超过160公斤/亩时，推荐的配方肥用量是25～30公斤/亩。对于苗肥和腊肥，建议分别追加尿素2～3公斤/亩和4～5公斤/亩；对于产量在120～160公斤/亩范围内的作物，推荐的配方肥用量是20～25公斤/亩。对于苗肥和腊肥，建议分别追加尿素1～2公斤/亩和3-4公斤/亩；对于产量不超过120公斤/亩的情况，推荐的配方肥使用量是18～22公斤/亩，并在腊肥后追加尿素2～3公斤/亩。采用智能水肥一体化管理后，农户可根据作物需求准确控制水肥供应量及供给时间，从而避免传统灌溉及施肥方式的浪费与污染。同时智能化灌溉系统也能提高水资源利用效率和降低环境影响。
3.3 农业物联网技术应用
农业物联网技术作为智慧农业工程技术中的一项重要内容，其借助传感器、网络以及云计算实现农业生产过程中实时监控与管理。湖南省农业物联网技术已广泛用于土肥管理。以水稻种植为例，利用物联网传感器能够对土壤温度、湿度、酸碱度进行实时监控，同时还能够对农作物生长状况及病虫害的发生状况进行检测。这些数据可通过网络传送至云端服务器上，农户可通过手机或者电脑等终端设备获取农作物生长的实时信息，按需采取应对措施。另外，农业物联网技术能够实现施肥设备远程控制与管理，农户可在任何时间、任何地点、任何地点通过手机或者电脑等终端设备对施肥设备实施操作与监测，保证施肥准确、及时。同时农业物联网技术也能够实现土壤肥力长期监测与分析，给农户提供了科学施肥建议与计划。智慧农业工程技术在土壤水肥管理中的实践见表1。
结语
在土壤和肥料管理中运用智慧农业工程技术，不仅显著提升了农业生产的效能和可持续性，还为农民带来了更为精确和科学的种植管理方法。伴随着科技的发展与进步，相信智慧农业工程技术将会被越来越多地运用到土肥管理当中，给农业生产带来更多收益与贡献。
参考文献：
[1]宋经海, 王福荣. 土肥管理技术在现代农业种植中的应用分析[J]. 粮油与饲料科技, 2023 (2): 80-82.
[2]冯贤巧. 智慧土肥管理技术在资源环境保护型农业中的应用分析[J]. 农业工程技术, 2020, 40 (15): 57-58.
[3]谭秋燕. 农业信息时代背景下的土肥管理技术分析[J]. 农业工程技术, 2020, 40 (6): 29-30.
作者单位：衡阳市农业技术服务中心
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.17.025
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