Integrated digital soil sensing and mapping for sustainable soil management

用于可持续土壤管理的集成数字土壤传感和绘图

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2020-05017
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.44万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

There is no Planet B; food security must be achieved now. We will only be able to meet the demand of ever-increasing population through optimized management of our finite land and arable soil resources. However, due to spatial and temporal variability, better management' of our soil is only possible through better measurement'. Unlike the status quo' approach to define soil fertility through traditional sampling and laboratory analysis, proximal soil sensing (PSS) technologies provide quality soil information with greater spatial and temporal details to develop site-specific management of input resources to improve production and maintain environmental sustainability. However, technologies are developing at a faster pace than our knowledge base, thus, restricting their adoption. It is critical and timely to move forward with much needed research on the feasibility of PSS technologies to understand and characterize soil; develop a framework, algorithms and theories to test, calibrate and validate various PSS technologies to characterize soil properties and their variability in space and time; and develop strategies for sustainable soil management. During the grant period, my core research will focus on integrated proximal soil sensing and digital soil mapping (long-term goal) through developing algorithms and theories for fast and non-destructive soil characterization (in-situ, ex-situ, on-the-go, on-the-spot) using individual or a combination of sensors, quantification of soil spatial variability, representative soil sampling, mapping and management zone delineation (short-term goals). These questions will be examined through 6 testable hypotheses in studies conducted by 4 PhD and 4 MSc students with the help of 4 undergraduate summer students over the next 5 years. Gender equity and diversification will be a guiding principle in recruiting and training these HQPs in the era of disruptive technologies in the agri-food production systems with multidisciplinary knowledge through field (10 field across ON), laboratory, modelling, mapping and optimization-based studies. The anticipated impact (nationally and internationally) of this research program lies in developing theories and algorithms for fast and non-destructive soil characterization, quantifying soil distribution and assisting in the development of management decisions for overall economic benefit and agricultural and environmental sustainability at the regional, provincial and national levels. In addition, adoption of these technology-based precision agriculture will reduce the harmful effects of agriculture on our environment by optimizing management of Canada's finite soil resources. This will lead to indirect but valuable and long-term social, health, and environmental benefits for all Canadians.
没有行星B;现在就必须实现粮食安全。只有通过优化管理有限的土地和耕地资源,才能满足不断增长的人口需求。然而,由于空间和时间的变化,只有通过更好的测量才能更好地管理我们的土壤。与通过传统采样和实验室分析来定义土壤肥力的现状方法不同,近端土壤传感(PSS)技术提供具有更多空间和时间细节的优质土壤信息,以开发投入资源的特定地点管理,从而提高产量并保持环境可持续性。然而,技术的发展速度快于我们的知识库,因此限制了它们的采用。推进 PSS 技术的可行性研究以了解和表征土壤是至关重要且及时的;开发框架、算法和理论来测试、校准和验证各种 PSS 技术,以表征土壤特性及其在空间和时间上的变化;制定可持续土壤管理战略。 在资助期间,我的核心研究将侧重于集成近端土壤传感和数字土壤测绘(长期目标),通过开发快速和无损土壤表征(原位、异位、现场)的算法和理论。 - 现场)使用单个或组合传感器,量化土壤空间变异性,代表性土壤采样,绘图和管理区域划分(短期目标)。这些问题将通过 6 个可检验的假设进行检验,这些假设是由 4 名博士生和 4 名硕士生在未来 5 年内在 4 名暑期本科生的帮助下进行的。在农业食品生产系统颠覆性技术时代,性别平等和多元化将成为招募和培训这些高级资质人员的指导原则,这些高级资质人员通过现场(安大略省 10 个领域)、实验室、建模、绘图和基于优化的研究获得多学科知识。 该研究计划的预期影响(国内和国际)在于开发快速和非破坏性土壤表征的理论和算法,量化土壤分布并协助制定管理决策,以实现区域的整体经济效益以及农业和环境可持续性、省级和国家级。此外,采用这些基于技术的精准农业将通过优化加拿大有限土壤资源的管理来减少农业对我们环境的有害影响。 这将为所有加拿大人带来间接但有价值的长期社会、健康和环境效益。

项目成果

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  • 批准号:
    RGPIN-2020-05017
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    2022
  • 资助金额:
    $ 4.44万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    RGPIN-2020-05017
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  • 资助金额:
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    $ 4.44万
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Multi-scale controls of soil water dynamics and connectivity
土壤水动态和连通性的多尺度控制
  • 批准号:
    RGPIN-2014-04100
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 4.44万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    533710-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 4.44万
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  • 批准号:
    513265-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 4.44万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Multi-scale controls of soil water dynamics and connectivity
土壤水动态和连通性的多尺度控制
  • 批准号:
    RGPIN-2014-04100
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 4.44万
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