智慧农业对土壤生物多样性和安全性的影响

智慧农业对土壤生物多样性和安全性的影响

高笑

陕西省土地工程建设集团有限责任公司西北分公司,陕西 榆林 719000

摘要：农业生产智能化旨在提高作物产量和质量的同时还能加强对资源和环境的保护，把高级感应器与自动化系统集成起来，以监测土壤和环境状况，并精确地控制农药与肥料的使用方法。以数据分析为基础的智慧农业在为农场管理人员优化决策流程，提高土壤微生物的多样性，从而促进生态平衡。但是智慧农业在发展过程中面临的高昂的初期投入和技术培训的挑战是摆在面前的现实难题。

关键词：智慧农业；土壤生物多样性；土壤安全；环境保护

引言：作为一种技术革新，智慧农业正在深刻地改变着全球的农业发展面貌。它把先进的信息化农业技术与装备有机地融为一体，在优化生产流程提高作物产量和质量的同时，对保护土壤生物多样性和环境安全也具有很大的作用，是可持续农业生产必不可少的关键要素。智慧农业在应对全球人口增长与资源有限的挑战的同时，以资料收集分析自动化技术为手段，在提高资源利用效率减少环境影响的同时帮助维持土壤生物多样性和优化农业植保灌溉方案。这些技术对帮助保护环境以支持农业生产具有很大的意义。因此，在人类日益严峻的资源环境下，智慧农业的发展是具有十分重要的意义的。

1智慧农业技术概述

1.1关键技术介绍

智慧农业中的各种高级传感器能够对农业环境中的各种参数进行实时监测，比如土壤湿度温度营养水平及作物生长状况等综合数据，从而为农场管理者提供关于农场运行状况的翔实信息，从而对其进行精确的管理和决策，而自动化技术如无人机智能灌溉系统则根据传感器提供的数据来执行具体操作，如精确施肥控制病虫害以及自动调整灌溉系统，使资源运用效率得到很大的提高，也把因人工操作而产生的费用和资源浪费降低到很低的程度，从而对农业生产的自动化发展起到了进一步的促进作用。

1.2技术对土壤属性的影响

智慧农业利用先进传感器不断监控农田土壤湿度温度营养水平及作物生长状况，及时提供大量详实的数据，以帮助农场管理人员做出更准确的决策，使作物生产过程得到优化。自动化系统如无人机智能灌溉设备根据传感器数据自动执行各种农业作业，包括精确施肥病虫防治及调节灌溉量等，在提高资源利用效率降低人工费用减少资源浪费的同时，使农业生产变得更为高效环保。

1.3智慧技术的优势与挑战

尽管在生产效率和资源节约方面给现代农业带来了显著的提升，但在实施过程中，智慧农业面临的挑战也不少。首先，先进信息技术和自动化设备的部署需要较高的初始投入，这对许多农场尤其是发展中基础设施薄弱的地区来说是一个不小的负担。其次，智慧农业依赖于大量的资料搜集和分析，这就要求农业工作者既要有传统的农业知识，又要掌握一定的技术知识和操作技能，这就对技术培训和教育体系提出了更高的要求，因此，智慧农业的技术培训和教育此外，数据安全和隐私保护问题也日益突出，因为大数据在农业领域的应用越来越广泛。要加强数据安全管理和监督，确保农业数据安全和农户隐私权益得到充分保护，同时要在技术推广上下功夫。

2智慧农业对土壤微生物的影响

2.1土壤微生物群落的变化

智慧农业利用实时监控技术对土壤环境进行判别，为土壤微生物创造了更有利的生存条件，对土壤微生物进行了精细化的管理，通过精确调节水分和养分，既促进了有益微生物的活动，又有效地抑制了病原微生物的生长，使土壤的健康状况和生产力得到了显著提高。以健康多样为特征的土壤微生物群落对保持生态平衡提高植物的抗病性以及促进植物整体健康都起着关键作用。另外，对土壤结构的改善也提高了土壤的水分保持能力和养分的利用效率，从而对可持续农业的实践起到了进一步的支持作用。通过上述方式对土壤进行精细化的管理，不仅使土壤得到了有效的治理，而且通过提供良好的土壤环境，对农业生产的可持续发展起到了促进作用。

2.2生物肥料的作用

智慧农业利用生物肥料有机物质提高土壤质量及环境可持续性发展，这些天然来源的物料在促进土壤微生生物的生物多样性和活动方面具有关键的作用。随着技术的进步，农民现在可以利用智能系统对生物肥料有机物质进行精确的施用，在作物生长的各个关键阶段为作物提供恰到好处的养料。这种精确的施肥方式既提高了肥料的使用效率，又使土壤的生物活性得到显著增强，从而对作物吸收养料起到更好的作用。另外，对于减少对化学肥料的依赖程度也起到了很大的作用，从而对化学物质对环境污染有有效的缓解作用。使用这些自然的肥料后，土壤结构得以改善，水分保持能力得到增强，从而为作物创造了一个更健康的生长环境，使作物得到了更好的生长发育。

2.3 微生物与植物的相互作用

土壤微生物与植物的互动对植物的生长起着至关重要的作用，如固氮菌将大气中的氮气转化为植物可利用的形式，溶磷菌帮助植物更有效地吸收土壤中的磷，而很多土壤微生物还能产生天然抗生物质和植物生长激素，使植物对病害有更强的抵抗能力以应对各种环境压力等方面都有所提及。以智慧农业技术中的实时监控系统为例，可对植物和土壤的健康状态进行详细跟踪，并基于这些数据进行土壤环境和微生物群落的调整，使微生物与植物之间的互动得到优化，从而达到促进植物生长发育的目的。该技术不仅能保证植物获得足够的营养，而且能调整并改善微生物的活动，使植物的生长条件和总体健康得到保障。

3智慧农业对土壤安全性的影响

3.1 化学品使用的减少

智慧农业技术对农药化肥施用量及时间进行精确控制，使化学物质的使用量减少很大。不仅如此，精确管理也有效减轻了化学物质对土壤微生物群落的负面效应，从而对土壤及地下水的污染程度降低很多。减少对化学肥料农药的依赖是保持土壤自然肥力和生物多样性的关键，这对土壤的长期健康和生产力具有很大意义。另外，健康的土壤微生物群落对于土壤的养分循环和病害防治具有重要作用，有助于创建更加可持续发展的农业生态系统。

3.2 土壤健康的提升

智慧农业系统应用先进科技，有效管理着土壤的水分和营养状态，使土壤结构得以改善并增强了土壤的透气性和保水性，从而提高了作物的生长质量和土壤生产力；通过精确控制肥料的投放来保证土壤中养分的均衡供给，从而避免了因养分不足或过量而导致的土壤退化现象的发生；同时，这套系统还有利于维护农田的长期可持续性，使农业生态更趋健康与稳定；从总体上讲，它既提高了土壤的生产力和作物的生长质量，又有利于促进农业生态的健康与稳定；因此，智慧农业技术在为农业生产带来诸多好处的同时，也为人们提供了一条绿色发展之路。

3.3环境影响的长期观察

以先进传感器和数据分析为基础的智慧农业技术能够长期监控土壤和环境状况，对潜在的环境问题进行及时的识别和反应，帮助农业生产者迅速采取适当措施来减轻这些问题的影响，并通过长期数据的收集和深入分析，使科学家与政策制定者对土壤健康与农业实践之间的关系有更全面的认识，从而为制定有效的环境保护政策和实践指南提供科学支持。对土壤管理和农业生产进行长期监控和数据分析，既有利于促进其效率的提高，又有利于促进可持续农业发展，在保护环境的基础上，使食品安全和农业可持续发展这双重目标得以实现，因此是一项十分必要的工作。

结论：

智慧农业是利用先进信息技术及各类农事装备，使农业生产效益得到明显改善并达到长期可持续的目的。这一技术不仅使资源得到更有效的管理和利用，而且使化学品的使用量得到有效降低，以促进土壤的生物多样性和环境状况得到提高，为促进农业生态系统的长期可持续发展提供有力支撑。为应对上述问题，今后智慧农业的推广应用工作还有待于继续深入的开展，以解决高成本和低技术普及率的问题。而且促进这一技术得到广泛推广应用的政策措施还有待于进一步落实。并要确保技术发展与环境保护相协调，为促进全球农业可持续发展多做贡献。

参考文献：

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