一、方案介绍

松茸（Tricholoma matsutake）是一种名贵食用菌，对生长环境要求极高，尤其依赖与特定树种形成外生菌根并依赖特定的土壤条件方能生长。为了保障松茸栽培地土壤环境的持续适宜性，建立一套科学、高效的土壤养分监测系统至关重要。本方案基于智能传感技术与远程信息传输平台，实现对松茸生境土壤中的关键养分因子的动态监测，为种植管理提供精准数据支持，提升松茸产量与品质。

二、监测目标

三、需求分析

松茸种植多采用仿野生林下种植方式，对土壤的营养组成、通气性、保水性及微生态状态要求极为苛刻。传统土壤采样分析周期长、成本高、覆盖面有限，难以满足对微生态环境精准控制的要求。因此，需部署一套具备自动采集、远程传输、连续监测能力的智能系统，提升松茸种植的标准化与可持续发展水平。

四、监测方法

系统采用多点式土壤传感器阵列埋设法，在松茸菌根活跃区域布设复合式传感器，自动采集土壤中氮、磷、钾、有机质、pH、电导率等指标。监测终端将数据通过4G无线网络实时上传至云端平台。平台可设置定时采样频率，也可实现异常指标触发采样，提高数据代表性和动态响应能力。

五、应用原理

传感器基于离子选择电极、电导电极、电位电极等技术原理对土壤溶液中的特定养分进行识别与测量，配合温度补偿和数字滤波算法，确保采集数据的稳定性与准确性。采集主机搭载低功耗控制芯片，通过4G通信模块实现数据远程传输，保障山区、林下环境下的通信可靠性。平台端进行数据解析、可视化与预警处理，便于管理者实时掌握土壤动态。

六、功能特点

七、硬件清单

系统由土壤多参数传感器（测氮、磷、钾、有机质、pH、EC）、4G数据采集主机、太阳能供电模块、防护支架、数据接收与可视化平台组成。

八、硬件参数（量程、精度）

九、方案实现

十、数据分析

平台支持对各监测点位的土壤养分数据进行周期分析、趋势评估、均值与波动率对比等分析。通过聚类算法对区域内土壤肥力水平进行等级划分，为精准施肥与栽培管理提供参考。同时结合气象数据和地形数据建立松茸生境适宜性模型，用于种植规划和环境调控评估。

十一、预警决策

系统可设定多级预警阈值，例如土壤pH过酸（低于4.5）或电导率过高（超过10000 μS/cm）时系统将主动推送预警信息；氮、磷、钾浓度低于设定标准时将触发补肥建议；结合历史数据判断趋势变化，辅助预判土壤质量恶化或微生物活性下降风险。

十二、方案优点

十三、应用领域

本方案适用于人工松茸仿野生栽培林地、退化林地生态恢复种植试验区、林下经济产业示范园区、松栎混交林野生资源保护区等区域。广泛服务于林业合作社、生态农业公司、科研单位、乡村振兴示范项目及森林生态产品价值转化项目。

十四、效益分析

生态效益方面，有助于建立健康稳定的松茸菌根系统，保护森林土壤微生态；
经济效益方面，通过精准施肥和土壤调控提高产出与商品等级，带动当地特色农业经济；
社会效益方面，推动松茸种植由传统经验型向数据驱动型转变，提升产业标准化和品牌附加值。

十五、国标规范

十六、参考文献

十七、案例分享

云南某高原松树林区引入本系统后，在30亩仿野生松茸种植林内布设10个土壤监测点位，对氮、磷、钾及pH进行周期性监测与图形分析。在2024年春季子实体形成前，通过数据分析发现钾元素偏低，及时采取增施腐熟有机肥措施，成功提升当季松茸产量15%，并在林下经济示范项目中获得推广典范。