光纤“听诊器”诊断农田土壤水分波动
土壤是地球的“皮肤”，更是全球农业与生态的基石。3月20日，由中国科学院地质与地球物理研究所副研究员施其斌领衔的国际研究团队在国际期刊《科学》上发表了成果。该研究运用分布式光纤传感技术（DAS），首次捕捉到了农田土壤在分钟尺度的结构波动，并通过独创的土壤结构模型，揭示了耕作方式对土壤水分变化过程的影响。
图片来源于网络，如有侵权，请联系删除
为实现可再生农业，农学家一直在探寻有效方式评估耕作对土壤结构的影响。针对这个难题，研究团队利用分布式光纤技术，在不破坏土壤的前提下，实现了连续、高分辨率的实时监测，通过记录大地背景噪声产生的地震波来分析土壤结构变化。
图为分布式光纤传感揭示的耕作对土壤孔隙结构、水分变化的影响示意图。（中国科学院地质与地球物理研究所提供）
研究团队发现，土壤中地震波传播速度在降雨和蒸发过程中会出现高于预期数倍幅度的剧烈波动。地震波在干燥土壤中比在湿润土壤中传播更快，因为少量水膜产生的毛细应力增加了颗粒间的结构强度。这种波动反映了水分流动对土壤颗粒结构的独特作用。
研究团队提出“土壤动态毛细应力”模型，指出由于土壤孔隙的“瓶颈效应”，在脱水和吸水过程中，即使含水量相同，毛细应力的分布也不同。“与其将土壤视作简单的颗粒集合体，不如将其视为多孔介质，孔隙结构是维持水循环的‘毛细血管’。”施其斌说，借助新模型，光纤数据能像CT扫描一样还原土壤深处的孔隙网络特征。
本项研究揭示，不同耕作模式对土壤孔隙网络产生了截然不同的“改造”。在频繁翻土区域，短暂降雨导致水分淤积在浅表层无法渗透，并迅速蒸散流失；农具的重压也加速了浅部土壤毛细应力的抽水作用。而免耕或干扰较少的土壤则能保证水分迅速渗流与储存，为作物根部提供稳定供水。
这项研究通过地震学与农业科学的交叉，为科学认识植物与土壤的关系提供了新视角。未来，土壤的光纤传感与人工智能技术相结合，或将为规模化、精细化农业管理提供更多数据支撑。（记者胡喆）
【责任编辑:王萌萌】
阅读下一篇：
扫描二维码推送至手机访问。
版权声明：本文由发布，如需转载请注明出处。
“光纤“听诊器”诊断农田土壤水分波动” 的相关文章
车险是人保财险的一项重要业务，涵盖了多种的专属服务。随着道路上的汽车越来越多，购买车险已经成为许多车主的必要选择。然而，在享受保险带来的保障时，我们也需要了解一些可能让你的车险无效的行为。本文将为您揭示这些行为，帮助您避免不必要的损失。未及时续保或漏缴车险作为车险的消费者，你应当定期关注保险到期时间...
暑期在即，为确保青少年安全使用直播，获取健康、优质内容，抖音直播多措并举，持续强化未成年人保护。2024年至今，抖音直播持续加强未成年人直播打赏管理，完善未成年人打赏的阻断和退款机制，并重点打击主播诱导未成年人打赏、利用未成年人直播牟利等违规行为。图片来源于网络，如有侵权，请联系删除 2023...
近日，猿辅导集团宣布，旗下教育智能硬件“小猿学练机”和教育AI应用“小猿口算”等全系列小猿产品，正式接入推理大模型DeepSeek，并将与自研的猿力大模型实现深度融合，共同为青少年带来更优质的AI学习体验。小猿学练机和小猿口算现已上线基于大模型的AI问答等多个功能，更强大的功能和调优成果将在未来两月...
近日，海信自研的星海大模型接入DeepSeek，在智慧生活和智慧城市领域为用户带来全新的智能交互体验。图片来源于网络，如有侵权，请联系删除 海信于2024年自研星海大模型，覆盖语言大模型、视觉生成大模型、多模态理解大模型三大系列，在语言理解、文本创作、自然对话、图像创作、万物识别、场景画质等能...
兄弟姐妹们啊，美国1月份CPI全面超预期，美股三大指数盘前直线“闪崩”。图片来源于网络，如有侵权，请联系删除 一起看看发生了什么事情！ 美国1月通胀指标高于预期 2月12日晚间，美国劳工统计局报告显示，1月通胀水平超出预期，这支持了美联储在降息问题上保持谨慎的立场。 衡量...
2025年伊始，来自中国的开源AI模型DeepSeek爆火。随后，美国总统特朗普、OpenAI首席执行官奥特曼纷纷发声，承认其给AI行业带来的“震撼”。《纽约时报》评价称，DeepSeek能与OpenAI的ChatGPT媲美，“仅此一点就已经是一个里程碑”。DeepSeek是如何在AI竞赛中脱颖...
