“土壤健康與糧食安全”是今年舉行的第30屆中國楊凌農業(yè)高新科技成果博覽會(huì )的主題。土壤健康，密切關(guān)系到農業(yè)強國建設與糧食安全。據聯(lián)合國糧農組織統計，全球已有1/3的土地因侵蝕、鹽堿、酸化等問(wèn)題出現不同程度退化，土壤保護刻不容緩。

　　數字推動(dòng)“梨樹(shù)模式”升級版

　　肥沃的黑土地因其珍貴性而被稱(chēng)為“耕地中的大熊貓”，保護黑土地，是保護土壤不可或缺的重要一環(huán)。

　　我國黑土地主要分布在東北平原。據統計，我國黑土地上的糧食產(chǎn)量約占全國糧食總產(chǎn)量的四分之一、商品糧的三分之一、粳稻產(chǎn)量的二分之一，稱(chēng)得上是我國糧食安全的穩定器和壓艙石。然而，經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)利用，黑土耕地出現了變薄、變瘦、變硬現象。數據表明，近60年，我國黑土地的耕作層土壤有機質(zhì)含量下降了三分之一。

　　“梨樹(shù)模式”是吉林四平梨樹(shù)縣創(chuàng )造的一種保護性耕作模式，在玉米收獲后秸稈直接還田，覆蓋到地面上，免耕播種，減少黑土地耕層土壤擾動(dòng)，增加地表覆蓋，適用于大面積平原地塊進(jìn)行機械化作業(yè)。經(jīng)過(guò)勘驗、測產(chǎn)，采用該模式5年后，土壤有機質(zhì)增加20%左右，每公頃可節約化肥使用成本1000元左右，平均產(chǎn)量較非保護性耕作模式高出5%—10%。

　　如今，梨樹(shù)縣運用數字技術(shù)，建立了保護性耕作監測平臺，開(kāi)展“梨樹(shù)模式”升級版，大規模應用農機導航作業(yè)和無(wú)人駕駛。2022年，梨樹(shù)縣保護性耕作免耕播種機上全部安裝電子監控設備，技術(shù)傳輸作業(yè)數據，實(shí)現保護性耕作的檢查、驗收數字化。

　　同時(shí)還建立了黑土地信息指揮平臺，將黑土地保護效益數據發(fā)展趨勢的統計分析，利用遙感與GIS結合對黑土保護分布情況進(jìn)行展示，利用無(wú)人機監測對黑土地的種植作物形成高精度的作物生長(cháng)圖像，進(jìn)而分析黑土地種植農作物的長(cháng)勢、覆蓋度等直觀(guān)信息。

　　“星空地網(wǎng)”助力黑土地保護

　　梨樹(shù)縣黑土地耕地質(zhì)量數據的來(lái)源，要歸功于梨樹(shù)縣建立的41個(gè)黑土地耕地質(zhì)量監測點(diǎn)。監測點(diǎn)數據通過(guò)與物聯(lián)網(wǎng)設備系統等進(jìn)行數據傳輸，實(shí)時(shí)展示田間生長(cháng)情況，實(shí)現墑情、苗情、蟲(chóng)情和災情的實(shí)時(shí)監測。

　　《東北黑土地保護性耕作行動(dòng)計劃（2020—2025年）》中要求布局長(cháng)期監測點(diǎn)，重點(diǎn)開(kāi)展耕地土壤理化、生物性狀、生產(chǎn)成本、作物產(chǎn)量變化、病蟲(chóng)草害變化和機具裝備適用性等情況的監測試驗，促進(jìn)技術(shù)模式優(yōu)化和機具裝備升級。而《2023年數字鄉村發(fā)展工作要點(diǎn)》中明確提出，深入推進(jìn)國家黑土地保護工程，探索運用遙感監測、信息化管理手段監管黑土耕地質(zhì)量。

　　數字技術(shù)應用，無(wú)疑為黑土地監測注入“數字動(dòng)能”。

　　黑龍江齊齊哈爾依安縣通過(guò)推廣應用“星空地網(wǎng)”全域監測系統，實(shí)現了土地大數據的有效管控應用。借助空間信息和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取衛星遙感、低空遙測、地面監測等數據，全面提升星、空、地協(xié)同觀(guān)測水平與多源數據感知能力，構建星、空、地基多層次的農情監測體系。同時(shí)，依安縣將無(wú)人機航拍應用以近地全光譜成像相機為核心的遙測系統、一體模塊化組合、區域組網(wǎng)管控技術(shù)等，精準測定黑土地有機質(zhì)、水分、鹽堿化、沙漠化、作物氮磷鉀等肥力和作物病蟲(chóng)害等成分，為創(chuàng )建黑土地糧倉全域定制系統提供解決方案。

　　而數據同樣可以反哺保護性耕作。依安縣寄托農機監測管理系統，全方位采集土壤數據，記錄作物生長(cháng)以及種子、農藥、化肥等相關(guān)投入信息，以地塊為單位建立黑土地動(dòng)態(tài)數據庫，形成“黑土地保護性耕作模型”，提供保護性耕作指揮方案。

　　建立“數字土壤”數據庫

　　2023年全球土壤健康論壇，是首次在中國舉辦的高級別土壤健康領(lǐng)域國際會(huì )議，邀請到全球數十個(gè)國家、國際組織超百名名代表，聚焦黑土、鹽堿土、紅壤、水稻土和黃土等重要類(lèi)型，發(fā)布《2023年全球土壤健康楊凌倡議》。

　　不同類(lèi)型的土壤，需要不同的保護方案。“因土施策”是土壤保護的科學(xué)方向。而實(shí)現的前提則需要龐大的數據支撐。

　　今年以來(lái)全面鋪開(kāi)的第三次全國土壤普查，是確保國家糧食安全的重要基礎。普查要求形成數據成果、數字化圖件成果、文字成果、數據庫成果、樣品庫成果，其中三項與數字轉化密切相關(guān)；并在成果匯總要求中提出采用現代統計方法等，對土壤性狀、土壤退化與障礙、土壤利用等數據進(jìn)行分析，利用數字土壤模型等方法進(jìn)行數字制圖。

　　數字土壤即數字化的土壤，是指利用地理信息系統、全球定位系統、遙感技術(shù)等方法，模擬和重現土壤類(lèi)型、養分等性狀的空間分布特征。數字土壤正在為土壤保護注入“數字能量”。

　　2020年，中國農業(yè)科學(xué)院完成了一項歷時(shí)21年的基礎性重點(diǎn)科研項目——首次創(chuàng )建了覆蓋我國全域的高精度數字土壤。借助這項成果可以推演土壤與環(huán)境質(zhì)量變化趨勢，為農業(yè)、自然資源、環(huán)境保護等部門(mén)進(jìn)行土壤管理提供分區、分類(lèi)的精準施策支持。據介紹，全國高精度數字土壤含9大圖層，具有多要素（多項土壤理化性狀）、高精度（100米數據）、時(shí)空維度（40年土壤空間數據）特征，是我國迄今最完整精細的土壤資源與質(zhì)量科學(xué)記載。

　　今年，青海首次創(chuàng )建了覆蓋該省全域的高精度數字土壤，不僅實(shí)現了青海全省土壤四級分類(lèi)系統和典型縣土壤分類(lèi)系統的可視化展示，也實(shí)現了用數字化和信息化手段“知土識土，用土管土”。

　　數字土壤的“培育”離不開(kāi)數字技術(shù)。第三次全國土壤普查工作方案中明確提出對遙感、地理信息和全球定位技術(shù)、模型模擬技術(shù)和空間可視化技術(shù)等數字技術(shù)使用。《2023 年數字鄉村發(fā)展工作要點(diǎn)》也提出，加快建成全國農田建設綜合監測監管平臺，完善永久基本農田數據庫。運用衛星遙感影像和信息化手段，常態(tài)化開(kāi)展全國耕地和永久基本農田“非農化”監測。全方位運用大數據等信息化手段，以加強耕地“非糧化”監測為重點(diǎn)，啟動(dòng)農業(yè)農村用地“一張圖”制作試點(diǎn)工作。圍繞糧食生產(chǎn)和重要農產(chǎn)品供給，提供分區域、分作物、分災種的精細化農業(yè)氣象服務(wù)，做好國家糧食安全氣象服務(wù)保障。（中國經(jīng)濟網(wǎng) 梁木）