农田“看不见的氮流失”如何监测?农田氮素地下淋溶监测装置亮相山东庆云基地
作者:张贵龙、李洁 来源:生态农业团队 2026-06-02
近日,由环保所牵头的“十四五”国家重点研发计划项目“农田氮素地下淋溶自动监测技术装备研发及产业化”现场观摩会在山东省德州市庆云县召开,集中展示农田氮素地下淋溶监测新装备、新技术与综合阻控模式应用成果。
氮肥是保障粮食安全的重要投入品,但施用不合理容易造成氮素向土壤深层迁移淋失,不仅降低肥料利用效率,也可能引发地下水污染。长期以来,农田氮素地下淋溶监测存在取样周期长、人工依赖强、时间分辨率低等问题,难以满足农业面源污染防控需求。针对这一难题,项目团队研发了农田氮素淋溶水质水量一体化智能监测系统,实现了从传统“破坏性、人工、滞后监测”向“原位、自动、实时、分层动态监测”的技术突破。
在现场观摩区,集中展示了3种传感器,1套水质水量一体化装备及成井装备、5项淋溶阻控技术等。项目负责人张贵龙介绍:“该传感器集成负压抽提淋溶水体、光学检测和智能数据处理模块,可同步检测淋溶水量、硝态氮、铵态氮等参数,实现土壤淋溶氮素多参数原位在线监测。其中硝态氮检测误差约5%,响应时间小于1分钟,显著提升了氮素迁移过程观测能力。”
除了“看得见”,项目还解决了“装得准”的问题。传统井下传感器安装依赖人工操作,存在定位误差大、精度低、深度受限等技术瓶颈。为此,项目创新研发了井中传感器定向分层自动安装装备,可通过远程控制和三维制导,实现井下无人化、精准定点安装。在此基础上,项目进一步融合多源数据采集终端、低功耗广域传输网络及智能数据处理平台,构建集“精准采集—稳定传输—智能分析”于一体的监测体系,实现对农田地下氮素迁移过程的实时、连续观测。目前,该系统已在山东庆云等示范区开展应用验证。
监测只是第一步,减少氮素流失才是最终目标。在庆云示范基地,项目团队集成应用精准施肥、新型缓控释肥料、铁基炭阻控材料、秸秆深埋还田、条带化深根作物间作等技术,探索形成“减源—控淋—回用”综合防控模式。示范结果显示,在保障作物产量稳定的前提下,该模式可实现氮肥投入减少25%以上,氮素淋失削减近60%。其中,新型缓控释肥和炭基阻控材料表现出显著的氮素固持效果,硝态氮淋失量较常规化肥施用处理分别降低53.39%和59.45%。
专家表示,农田氮素地下淋溶智能监测与综合防控技术的研发与应用,不仅为农业面源污染精准治理提供了关键技术支撑,也为农业绿色低碳转型和化肥减量增效提供了新的技术路径。
受邀专家,庆云县农业农村局有关同志,当地种植大户,环保所相关创新团队及项目参与单位等60余名代表参会。














