農(nóng)諺說“有收無收在于水，收多收少在于肥”。如果說土壤是作物的母親，那么土壤水就是作物的血液。土壤墑情是指土壤含水量狀況，它直接關(guān)系到作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量以及品質(zhì)的形成。降水和灌溉是土壤水的主要來源，作物蒸騰和土壤蒸發(fā)以及深層滲漏是土壤水的主要去向。影響土壤墑情的因素包括：年降水量及其時間分配、降水頻率或日數(shù)、每次降水特征（降水量、降水持續(xù)時間、降水強度等）、地形（高程、坡度、坡向、坡位）、土壤（質(zhì)地、有機質(zhì)、質(zhì)地剖面等）、作物栽培模式、灌溉管理方式、氣溫和土溫、空氣濕度、日照、風(fēng)、作物覆蓋和長勢變化、土壤孔隙隨時間的變化以及時間等，因此精準(zhǔn)地掌握墑情并非易事。
　　長期以來，國家對土壤墑情監(jiān)測、診斷和預(yù)報工作高度重視，先后在農(nóng)業(yè)部、水利部和氣象局3個部門建立了墑情監(jiān)測和預(yù)報系統(tǒng)，對實時指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了極為重要的作用。國家“十三五”百大工程中的第17項“確保建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田8億畝①、力爭10億畝（灌溉是基本保障）”和第19項“新增高效節(jié)水灌溉面積1億畝（墑情監(jiān)測、診斷和預(yù)報是合理灌溉的科學(xué)依據(jù)）”都與墑情有著直接和重要的關(guān)系，同時互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等也為現(xiàn)代化、信息化和實時的墑情監(jiān)測、診斷和預(yù)報平臺建設(shè)和運行提供了先進(jìn)的技術(shù)手段和保障，然而現(xiàn)實中的一個難題是墑情診斷與預(yù)報的理論和方法并不成熟，迫切需要理論、方法和技術(shù)體系的創(chuàng)新。
　　本書的形成過程是：（1）2011年作者思考一個問題，即久旱皆旱透雨皆潤的道理，那么土壤質(zhì)量含水量就在5%～30%之間25個質(zhì)量含水量范圍內(nèi)波動，而土壤水來源主要是降水和灌溉，理論上，土壤墑情的診斷不應(yīng)該是一件太難的事情。（2）俗語說“隔行如隔山”，作者長期從事生態(tài)平衡施肥研究，雖然兩次博士后期間從事的都是土壤水方面的研究，但是并未涉及墑情診斷內(nèi)容。在取得農(nóng)業(yè)部全國墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)后，對墑情診斷與預(yù)報方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果令人失望。（3）在獲得大量墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)前，也曾經(jīng)設(shè)計了一些墑情診斷與預(yù)報模型，驗證結(jié)果表明均不實用。（4）無奈之下，開始用數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析方法思考如何建模，先后經(jīng)歷一年多時間的建模和不斷驗證，最終從20多個模型中優(yōu)選出6個獨立的模型和將6個獨立的模型綜合起來應(yīng)用的綜合模型，初步研究結(jié)果令人鼓舞。
　　本書分6章，其中第一章簡介了常用的土壤含水量測定方法和墑情診斷模型以及我國目前墑情監(jiān)測現(xiàn)狀，第二章詳細(xì)介紹了6個獨立的墑情診斷模型和將6個獨立模型綜合起來應(yīng)用的墑情診斷綜合模型，第三章以7個省23個縣87個監(jiān)測點2～4年的墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)對所有模型進(jìn)行了驗證，第四章對所有模型進(jìn)行了總結(jié)和評價，第五章對模型應(yīng)用條件進(jìn)行了綜合評價，第六章對所建立的理論、方法和模型體系進(jìn)行了系統(tǒng)評價和展望。本書從思考到完成跨越6年時間，如此之快，這要得益于以下3個方面的支持：一是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的經(jīng)費保障和團(tuán)隊成員的齊心協(xié)力；二是全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心節(jié)水處的信任和數(shù)據(jù)資源的保障；三是多年來積累的建模經(jīng)驗和大數(shù)據(jù)研究思維方法。