方法包括化学分析法、光电分色法、土壤电导率间接测量法、近红外光谱分析法等,近年来成为研究热点,并在发达地区得到初步应用。
常规化学分析方法
代表土壤肥力的土壤成分含量及测试方法主要有: pH值(电位法)、有机质含量(含氧酸滴定法)、总氮(半微量开尔文法)、无机氮含量(靛酚蓝比色法)、硝态氮(校正因子法)、总磷(消解-钼锑反比色法)、有效磷(奥尔森法)和总钾(全钾法)。有时需要测定土壤中微量元素的含量和阳离子交换容量。
化学分析法测定准确度高,但存在化学萃取剂萃取元素单一、分析过程繁琐、速度慢、费时费力等缺点。
基于光电分色和电化学传感器方法
光电分色法是基于朗伯-比尔定律测量土壤养分。当一束平行的单色光通过均匀的有色溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度和液体层厚度的乘积成正比。首先用相应的淋洗剂对土壤、肥料或作物进行淋溶,使有效成分进入溶液中,与特定的显色剂发生反应,生成某种颜色的组合,溶液的颜色反映了溶液中有效成分的含量。
如河南农业大学研制的便携式YN土壤养分快速测试仪,相对误差为5%-10%,每项测试时间为40-50 min,比化学分析快20倍。此外,基于离子敏感场效应晶体管(ISFET)集成元件的电化学传感器也取得了初步进展。
土壤电导率的间接测定
盐分、水分、有机质含量、土壤紧实度、质地结构等。在土壤中均不同程度地影响土壤电导率的变化。测定土壤电导率可以为分析产量、评价土壤生产力和制定施肥方法提供重要依据。
电导率传感器具有响应速度快、成本低、耐久性好的特点,已成为实时获取土壤分布图的重要技术。然而,电导率仪获得的数据与许多土壤参数有关,因此无法定量测定土壤成分的含量。鉴于此,国内外学者研究了利用可见-近红外光谱连续实时测定土壤养分的方法。
近红外光谱
近红外光谱是近红外光谱区(780 nm-2526 nm)光谱测量技术、化学计量学技术、计算机技术和基础测试技术相结合的现代分析技术,主要用于复杂样品的直接快速分析。已广泛应用于石油化工、医药、生物化学、烟草、纺织、农产品等领域,成为质量控制、质量分析、在线分析等快速无损分析的主要手段。国外实验室研究和田间试验结果表明,田间近红外光谱实时预测的土壤总碳、总氮、pH值、电导率、钙含量和锰含量与实验室实测值高度相关,测定系数高。预测有机质、磷、钾含量的测定系数相对较低,但田间实测值与实验室分析值仍有较好的相关性,基本满足田间土壤养分实际测定的精度要求,为土壤肥力的准确分析提供了有效的技术支持。
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