如果你是一名园丁，你就会知道在地里播种并不总是意味着在生长季节结束时你就会有好收成。在个人层面上，这可能令人失望。农民负责种植数十至数千英亩的粮食。而且，他们在种植、生长和收获过程中面临着与园丁一样的可变性。

土壤传感器为农民提供有益信息

农学家和土壤科学家研究农民的最佳实践，以帮助他们在管理田地和作物方面做出明智的决定。RintaroKinoshita和一组研究人员确定，一种名为“表观电导率传感器(ECa)”的工具可以为农田管理提供重要的见解。

木下是日本带广农兽医大学的助理教授，但在美国康奈尔大学工作期间进行了这项研究。

该研究发表在《农学杂志》上。

“在较大的农场中，存在限制产量或导致田间产量变化的因素，”Kinoshita说。“了解这些因素对于优化资源投资和财务回报至关重要。它还有助于避免不利的环境影响。”

当然，土壤及其特性是耕作的一些最重要因素。作物产量的空间变化主要取决于三个因素：地形、土壤和病虫害。土壤因素很重要，也是农民可以管理的因素。

从同一农田收集的土芯。研究小组将土壤测试的结果与各种传感技术的发现进行了比较，以确定哪些是最准确的。图片来源：木下伦太郎

农民通常依靠土壤测试来了解这些特性——但这需要时间而且费用昂贵。Kinoshita和团队使用基于传感器的技术，无需挖掘土壤即可收集各种作物和土壤信息。这些传感器可以在拖拉机等农用设备的帮助下携带，并提供关键信息。为了校准信息，他们将传感器数据与土壤样本的数据进行了比较。

虽然这项研究是在Kinoshita在康奈尔大学工作时完成的，但这项研究是在马里兰州和特拉华州的沿海平原和皮埃蒙特进行的。该团队研究了两个截然不同的地理和主题区域的26个玉米田。

与采集的土壤样本相比，表观电导率传感器(ECa)在估算土壤特性方面最为成功。这些传感器能够预测土壤质地——尤其是在不同深度和可用含水量。由于水是唯一的传导相，因此可以使用ECa预测影响水可用性的土壤特性的测量值。与土壤水分和玉米产量相关的测量值，这对农民来说是有价值的信息。

该团队还测试了其他技术，但结果并不像表观电导率传感器那样具有决定性。收集传感器测量值的一个优点是及时，通常每五十英亩需要1-2小时。另一方面，根据土壤特性，土壤核心测试可能需要数周甚至数月时间。

“我选择使用ECa传感器是因为它可以测量更深层(底土)的土壤特性，在土壤管理中它通常被忽略，但它是植物可用水的一个非常重要的水库，”Kinoshita说。“在多变的天气条件下，尤其是干旱，这对于稳定作物产量和保持高产可能至关重要。”

Kinoshita解释说，开始更多地关注深层土壤以更好地管理作物非常重要，为此，ECa传感器可以非常有助于揭示否则很难看到的土壤状况。