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将上马街道万亩盐碱地通过四维土壤改良和物联网等技术

土壤改良化、土地数字化、农业智慧化。城阳区以知识、技术、信息、数据等生产要素为支撑,以盐碱地改良等大项目为抓手,全面开启智慧农业4.0时代,将科技成果转化到乡村振兴的具体实践中,打造乡村产业振兴的“城阳样板”。

土壤改良化:

万亩盐碱地三年变良田

桃源河是上马人的母亲河。曾经这里河水沿岸土壤肥沃,既种蔬菜又种水稻,水稻基本都在50公分以上,是当地人粮食的重要来源。然而,1963年一场自然灾害,海水顺着河流倒灌进了已抽穗的稻田,最后海水过了三四天才退去,即将收获的水稻就这样被泡死、稻穗被捂烂。接着因为气候问题连年干旱,田里的盐分一直排不出去,原来种庄稼的耕地,就成了“春天地碱白茫茫,夏天地涝水汪汪,秋天十种九不收,冬天地冻硬如钢”的盐碱地。当年,面对良田变荒滩,村民心里多有不甘。他们曾尝试着把地圈起来,注水养鱼虾,可因为水质问题和土壤含盐咸度很大,鱼虾产量很低。这片地从此撂荒。

“城阳区一直寻找良策,希望将上马街道13800亩盐碱地变良田,助力当地发展和居民生活品质的提升。”城阳上马街道盐碱地改造项目负责人,区委常委、区委办公室主任于冬泉告诉记者,去年,城阳区与袁隆平团队、青岛滨海稻作改良盐碱地研究院对接合作攻克这一区域难题,并以此为基础,改良更多盐碱地、重金属污染土地等。

多年来,改良盐碱地是中国人一直进行的探索,将对农业增产、农民增收、把中国人的饭碗牢牢端在自己手中产生深远的影响。而研究院拥有解密土壤生命密码的良方——土壤四维改良法。“土壤四维改良法旨在通过严密的配套体系降低盐碱地的盐分,改善土壤结构,提高土地肥力。”青岛滨海稻作改良盐碱地研究院负责人张国栋说,土壤四维改良法第一部分是要素物联网系统,第二部分是土壤定向调节剂系统,第三部分是植物生长调节素系统,第四部分是抗逆性作物,这四个部分构成了整个系统。其中,最底层的要素物联网系统,承担着土壤改良和数据传输的主要任务,其采用微型环境理化因子传感器与窄带物联网技术结合,实现智能化控制的集成排灌系统,在这个基础上,通过施用新型土壤定向调节剂,实现调节土壤盐碱度、降低土壤重金属活性,改善土壤板结,增加孔隙度等功能;通过植物生长调节素这种新型的有机营养配方,提高土壤微生物活性,构建健康的土壤生源要素循环,促进作物生长的同时起到降低土壤盐碱度和重金属危害的作用。此外,通过挖掘培育种植耐盐碱作物、抗旱作物、重金属耐受作物等抗逆性作物,以适应一定浓度的盐碱地和重金属污染地,加快土壤结构的改善和盐碱地、重金属污染土地的改良进度。

“多项测试结果表明,土壤四维改良法使水稻增产近20%,土壤改良效果显著,解决了土地利用率低下、土壤质量恶化等问题。”张国栋告诉记者,在测定了桃源河两岸的土壤养分、盐碱地和重金属含量等指标后,将通过3年的时间,将这万亩盐碱地转化为良田,打造万亩国家稻作示范基地。其中,今年将完成1000亩盐碱地的改良。

土地数字化:

土壤改良作物种植全程“在云端”

在上马街道海水稻试验田中,间隔分布的如小型基站的数据采集设备引起了记者的注意。

“这个装置可以进行包括地上层面的气象数据采集、地下层面的由传感器传输的土壤盐度湿度和地温数据以及土壤微量元素等数据采集,通过这个类基站的设备,将数据统一传输到数据中心,由中心对区域进行智能控制并为大数据中心提供基础数据。”华为项目方负责人张磊告诉记者。

智能化、数字化给土壤改良插上了翅膀。土壤四维改良法中的要素物联网系统部分,充分运用了互联网、物联网技术。在地下2米深土壤中,张国栋介绍,布下传感器,对土壤数据进行采集,以此分析土壤应注入淡水或隔绝盐分,就是依靠了传感器中植入的华为自主研发的芯片,这个芯片配以纽扣电池,即可以工作5—10年,最为突出的成绩是,通过华为的窄带蜂窝物联网助力传感器,“突破”深层土壤隔绝传出数据,进而进行数据采集。

在海水稻—盐碱地稻作改良数据控制中心智慧农业指挥中心电子屏幕上,通过基站传输过来的基础数据一目了然,这将为田地形成实现智能化控制的集成排灌系统。“在如今进行的千亩试验田上,我们将布置20多个监测点,每个监测点有十余种传感器进行数据传输。”张磊说,由此可以获得土地pH值、光照、温度、盐碱度,重金属、地下流量流速等进行全面监控,待到田地将来进入收割期,对农机、无人机等的视频数据也可以收集整合。这样,田间数据进入到数据中心,数据中心便可根据土壤基础数据进行土壤盐碱度改良、根据作物发育生长情况进行智能水肥一体化精准施肥自动排污等,不但效果明显,还可极大地节省人力资源。

而这些数据,还将汇入华为开发的沃土平台,为农业大数据提供基础数据。华为开发的沃土平台,旨在开放下游的农业生产端和上游的管理端,形成农业大数据平台并通过算法提供盐碱地改良等解决方案,从而形成全周期的农业生态。

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