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　　土壤成分含量測(cè)試項(xiàng)目主要有:pH值、有機(jī)質(zhì)含量、全氮和無機(jī)氮含量、硝態(tài)氮(NO3-N)、全磷和有效磷、全鉀和有效鉀，以及土壤電導(dǎo)率(EC，Electrical Conductivity)、水分和土壤微量元素等。

　　測(cè)定方法有化學(xué)分析方法、基于光電分色方法、土壤電導(dǎo)率間接測(cè)定方法，以及近年來成為研究熱點(diǎn)，并在發(fā)達(dá)國家初步得到應(yīng)用的近紅外光譜分析方法等。

　　常規(guī)化學(xué)分析法

　　代表土壤肥力的土壤成分含量及測(cè)試方法主要有:pH值(電位法)、有機(jī)質(zhì)含量(絡(luò)酸氧還滴定法)、全氮(半微量開氏法)、無機(jī)氮含量(靛酚藍(lán)比色法)、硝態(tài)氮(校正因數(shù)法)、全磷(消煮-鉬銻抗比色法)、有效磷(Olsen法)、全鉀(火焰光度計(jì))、有效鉀(OAc法)。有時(shí)還需要測(cè)定土壤的微量元素含量、陽離子交換量(ECE，Cation Exchange Capacity)等。

　　化學(xué)分析方法測(cè)定精度高，但存在化學(xué)浸提劑提取元素單一，分析過程繁瑣、速度慢，費(fèi)時(shí)費(fèi)工等不足。

　　基于光電分色和電化學(xué)傳感器方法

　　光電分色方法測(cè)量土壤養(yǎng)分是基于朗伯-比爾定律。當(dāng)一束平行單色光通過均勻的有色溶液時(shí),溶液的吸光度與吸光物質(zhì)濃度及液層厚度的乘積成正比。首先使用相應(yīng)的浸提劑浸提土壤、肥料或作物植株，使有效成分進(jìn)入溶液,并與特定的顯色劑發(fā)生反應(yīng),生成某種有色結(jié)合物,溶液顏色的深淺就反映了溶液有效成分的含量。

　　比如，如河南農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)的便攜式Y(jié)N型土壤養(yǎng)分速測(cè)儀，相對(duì)誤差為5%-10%，每個(gè)項(xiàng)目測(cè)試所需時(shí)間為40-50 min，較化學(xué)分析法速度提高了20倍。另外，基于離子敏感場(chǎng)效應(yīng)晶體管(ISFET，Ion-Selective Field Effect Transistor)集成元件電化學(xué)傳感器也已取得初步進(jìn)展。

　　土壤電導(dǎo)率間接測(cè)定法

　　土壤中的鹽分、水分、有機(jī)質(zhì)含量、土壤壓實(shí)度、質(zhì)地結(jié)構(gòu)等，均不同程度影響土壤電導(dǎo)率變化。通過測(cè)定土壤電導(dǎo)率，可為分析產(chǎn)量、評(píng)價(jià)土壤生產(chǎn)能力、制定精準(zhǔn)施肥處方提供重要依據(jù)。

　　電導(dǎo)率傳感器具有響應(yīng)快、成本低、耐久性好等特點(diǎn)，已成為實(shí)時(shí)獲取土壤分布圖的一種重要技術(shù)。然而，電導(dǎo)率測(cè)定儀獲得的數(shù)據(jù)和多個(gè)土壤參數(shù)關(guān)聯(lián)，不能定量測(cè)定土壤成分含量。鑒于上述，國內(nèi)外學(xué)者研究利用可見-近紅外光譜分析技術(shù)連續(xù)、實(shí)時(shí)測(cè)定土壤養(yǎng)分的方法。

　　近紅外光譜分析法

　　近紅外光譜分析是將近紅外譜區(qū)(780 nm-2526 nm)的光譜測(cè)量技術(shù)、化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)交叉結(jié)合的現(xiàn)代分析技術(shù)，主要用于復(fù)雜樣品的直接快速分析。它已廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥、生物化學(xué)、煙草、紡織品、農(nóng)產(chǎn)品等領(lǐng)域，成為質(zhì)量控制、品質(zhì)分析和在線分析等快速、無損分析的主要手段。

　　國外實(shí)驗(yàn)室研究和田間試驗(yàn)結(jié)果表明，用近紅外光譜分析法在田間實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的土壤總碳、總氮、速效氮、pH值、電導(dǎo)率以及鈣含量、錳含量，和實(shí)驗(yàn)室測(cè)定值之間以較高的決定系數(shù)表現(xiàn)出高度的相關(guān)性；預(yù)測(cè)有機(jī)質(zhì)、磷、鉀含量決定系數(shù)相對(duì)較低，但田間測(cè)定值和實(shí)驗(yàn)室分析值之間仍呈現(xiàn)出很好的相關(guān)性，基本達(dá)到田間實(shí)際測(cè)定土壤養(yǎng)分的精度要求，為準(zhǔn)確分析土壤肥力提供了有效技術(shù)支持。

　　近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者研究利用NIRS通過土壤反射光譜特性測(cè)定農(nóng)田土壤養(yǎng)分的方法，并開發(fā)了用于田間實(shí)時(shí)測(cè)定土壤養(yǎng)分的儀器，也有商業(yè)化產(chǎn)品上市。

　　光譜分析土壤成分測(cè)定方法

　　光譜分析技術(shù)測(cè)定土壤成分原理如下：鹵素?zé)舻裙庠窗l(fā)出的可視光、近紅外或中紅外光線照射到土壤樣品上，則與土壤成分相應(yīng)的特定波長下吸收照射光線之后再進(jìn)行反射，將反射后的擴(kuò)散反射光進(jìn)行分光并讀入計(jì)算機(jī)，借助化學(xué)計(jì)量學(xué)方法用全部波長點(diǎn)和土壤成分含量進(jìn)行多元關(guān)聯(lián)，建立光譜與待測(cè)量間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，依靠數(shù)學(xué)模型由光譜計(jì)算便可獲得土壤樣品的成分含量。

　　廣譜分析土壤成分測(cè)定方面的研究，包括基礎(chǔ)研究、土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定、土壤養(yǎng)分含量等，近些年來都取得了較大的發(fā)展，在此不展開論述。

　　土壤成分田間實(shí)時(shí)測(cè)定研究

　　大量研究表明，利用可見-近紅外光譜分析可以較高精度測(cè)定土壤特性和養(yǎng)分。這些研究多借用常規(guī)近紅外分光光度計(jì)對(duì)田間采集的土壤樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析，雖然大大縮短了測(cè)定時(shí)間，但仍需人工采集樣品，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且采樣點(diǎn)密度難以達(dá)到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量播施最佳小區(qū)要求。因此，我們迫切需要研究、開發(fā)機(jī)載土壤成分實(shí)時(shí)測(cè)定分析儀。

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