原標題：空、天、地協同，為農場黑土地做“體檢”

對比之前的監(jiān)測手段，此次實驗結合了太空、天空和地面的數據，實驗成果摸清測區(qū)黑土地土壤與耕地質量家底，診斷黑土地土壤與耕地質量及退化狀況，為黑土地保護技術提供時空精準處方，助力保護黑土資源、促進農業(yè)現代化和可持續(xù)發(fā)展。

◎本報記者 楊 侖

5月上旬，東北廣袤的黑土地上春潮涌動，千里沃野，農事正忙。

(相關資料圖)

在黑龍江友誼農場，一場特殊的“體檢”正在進行。之所以特殊，是因為“體檢”的對象是一塊900平方公里的黑土地。

保護好黑土地，是糧食生產中的關鍵一環(huán)。近日，依托于中國科學院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)項目，中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所（以下簡稱東北地理所）聯合中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院等16家單位，在友誼農場開展了為期10天的黑土地航空飛行綜合觀測實驗，利用衛(wèi)星、大飛機和地面采樣相結合的辦法，完成了這次特殊的“體檢”。

給黑土地質量“把脈問診”

東北黑土區(qū)是我國重要的糧食生產基地，糧食產量約占全國的四分之一，糧食商品率高，是保障糧食市場供應的重要來源，是保障國家糧食安全的壓艙石。要保護黑土地，先要摸清我國黑土地質量本底與時空動態(tài)變化，系統診斷黑土地退化成因，才能為黑土地精準保護和可持續(xù)利用提供科學依據。

為了這次“體檢”，科研人員們籌謀已久，設備也足夠“豪華”。在太空中，僅衛(wèi)星就組織了15顆，過境高達50次；在天空上，首次利用大飛機搭載多種高精尖設備進行多次亞米級/米級高光譜、熱紅外、激光雷達和合成孔徑雷達觀測。

而在地面上，由多個單位、近百人組成的大部隊蓄勢待發(fā)?？蒲腥藛T們分成4個地物光譜采集組、5個地面采樣組、9個無人機飛行組和3個三維激光掃描組，配置4臺便攜式光譜儀、5套地面采樣設備、56套地面自動觀測設備等百余套高精尖設備……

不僅裝備豪華，時間節(jié)點的選擇也非常講究。

“東北黑土地耕作土壤春季有裸土窗口期?！睎|北地理所研究員劉煥軍告訴記者。與之前地面采樣相比，空天地立體化的檢測方式，可以定量監(jiān)測亞米級、米級土壤理化性質、耕地質量與退化類型、程度，為黑土地種肥水藥智能管控精細處方圖制作、水土流失防控與小流域綜合治理提供科學數據與技術支撐。

為期10天的黑土地航空飛行綜合觀測實驗，實現了土壤有機質、墑情、“破皮黃”、白漿化、土壤質地、侵蝕溝、魚眼泡及耕地質量米級空間分辨率定量監(jiān)測。

“對比之前的監(jiān)測手段，此次實驗結合了太空、天空和地面的數據，實驗成果摸清測區(qū)黑土地土壤與耕地質量家底，診斷黑土地土壤與耕地質量及退化狀況，為黑土地保護技術提供時空精準處方，助力保護黑土資源、促進農業(yè)現代化和可持續(xù)發(fā)展?！眲ㄜ娬f。

國產航空載荷“大顯身手”

在本次黑土地的“體檢”中，航空遙感系統作為承上啟下的重要環(huán)節(jié)，承擔了區(qū)域高分辨率多源遙感數據獲取、天—地真實性傳遞驗證等關鍵任務。

中國科學院空天院航空遙感中心主任潘潔研究員表示，中國科學院空天院航空遙感中心抽調了優(yōu)勢技術力量，發(fā)揮了國家大科學裝置航空遙感系統多載荷協同觀測的能力和優(yōu)勢，根據任務要求優(yōu)選了多光譜光學相機、高光譜相機和多維度合成孔徑雷達等一批先進的國產航空載荷，實現了對示范區(qū)全區(qū)域的多載荷綜合協同觀測。

“一架飛機同時裝載了8套大型遙感設備，包含了多光譜、高光譜和P、L、S、C、X、Ka6個微波波段載荷，這些載荷可實現同步對地觀測，同步獲取多種類型、高現勢性、綜合客觀的科學數據，這樣類型的綜合航空遙感試驗在黑龍江，乃至中國黑土研究試驗中尚屬首次?！迸藵嵳f。

國家民用空間基礎設施陸地觀測衛(wèi)星共性應用支撐平臺項目綜合實驗場負責人陶醉表示，此次天空地綜合實驗期間，項目組協調國產衛(wèi)星同步開機觀測，涵蓋空基系列以及高分系列衛(wèi)星，累計覆蓋測區(qū)的同步衛(wèi)星影像50余景。

黑土糧倉科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)多要素立體監(jiān)測與模式應用評價負責人、東北地理所副研究員鄭興明認為，此次黑土區(qū)天空地綜合觀測實驗充分實現了天空地協同，具有航空飛行載荷全、頻次高，衛(wèi)星充分協同，地面測試參數全的特點，通過融合多尺度、多載荷觀測數據，能夠有效支撐黑土地土壤屬性、地形地貌、耕地質量等米級分辨率空間制圖，服務于農業(yè)技術的綜合效益評估和適宜推廣區(qū)劃定。

保護黑土地再出“三江模式”

針對黑土地變薄、變瘦等問題，近年來，研究人員提出了一系列保護性耕作方案。

在與三江示范區(qū)的科研人員交流中，他們提到最多的就是“三江模式”。

“黑土地保護需要因地制宜，根據不同地域的氣候、土地特征出臺針對性措施。”東北地理所副所長武海濤告訴記者。

據介紹，三江平原黑土地保護面臨的低溫冷涼、土壤障礙嚴重、水資源安全壓力大、智能化水平有待提升等問題，因此才對應提出以“秸稈翻埋、深松減障、水土優(yōu)化、智能管控”為核心技術內涵的“三江模式”。

白漿土旱田障礙消減與地力提升技術、寒地水田地力提升與抗逆豐產技術、水土資源高效利用與優(yōu)化配置、天空地立體監(jiān)測、黑土地保護與智慧農業(yè)融合發(fā)展技術模式的集成示范，為三江平原地區(qū)提供了多尺度系統解決方案。形成的白漿土全鏈條的障礙消減與地力提升技術體系，使有效耕層增加到30厘米，玉米和大豆增產14%以上；闡明基于積溫梯度的寒地稻田秸稈還田腐解規(guī)律，實現水田增產12%以上；實現綜合節(jié)水27%，農田退水氮磷凈化效率提升35%。

“2023年將在作物全生長周期繼續(xù)推進多次航空飛行綜合觀測實驗，提高黑土地耕地產能與質量監(jiān)測能力?！眲ㄜ娬f。

他預計在未來3年內，“黑土糧倉”三江示范區(qū)將建立時空精準的多要素立體監(jiān)測技術體系，時空精準推廣黑土地保護“三江模式”，為我國黑土地立體監(jiān)測技術體系建設、黑土地保護模式推廣貢獻樣板。

(責編：楊曦、楊迪)關注公眾號：人民網財經

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