土壤检测论文第1篇

关键词： 土壤湿度检测； 组容模型； 检测电路设计； 控制策略

中图分类号： TN78?34； TP29 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）08?0125?03

土壤湿度，又称土壤含水率，是植物生长的一个重要影响因素，在园林花卉、蔬菜大棚等自动灌溉控制系统中，土壤湿度检测准确和稳定是控制系统成功的关键。现有的土壤湿度测定方法基本都属于电信号测量方式，即土壤作为载体通过电信号时，电信号的特性发生一定的改变。但实际土壤的结构和成分非常复杂，土壤是固相、液相、气相共同组成的物质[1]，这些物质处于一种微弱的平衡之中。当探测头插入土壤或电信号通过时，土壤中的平衡被改变，从而使得测量的准确性和稳定度较差。如何在测量过程中能够保证稳定性和精度，是电信号测量土壤湿度的关键问题。

1 恒流源作用下土壤湿度模型

设计试验土壤湿度检测的结构如图1，采用直径约 1 mm，长100 mm的不锈钢针作为土壤探针，探针间距离100 mm。当控制开关开通时，恒流源输出稳定电流（0.5 mA），通过土壤在两根探针间输出电压波形，得到图2中的电压瞬态变化曲线。如果测量不同湿度的土壤就可以得到图2的曲线簇。

从图2中可以得出以下结论：

（1）在恒流源作用下土壤湿度越大，输出电压波形的瞬态过程越长，输出电压幅度变化越大。

（2）在恒流源作用下不同土壤湿度情况下，当达到新的平衡时，输出电压的大小趋向数值相同。

（3）在恒流源作用下瞬态过程中土壤湿度越大，输出电压的初始值越小；土壤湿度越小，输出电压的初始值越大。

理论上土壤湿度检测的电学模型可以用一个阻容网络进行模拟[2]，在恒流源作用下常用的阻容电路（如图3所示）很难解释上述的结论，因此将电学模型修改为如图4的阻容模型电路来进行解释。

结合上述结论，对于图4的阻容等效网络在恒流源作用下可以得出：

（1）输出电压波形符合电容充电的曲线趋势；

（2）由于不同湿度时，输出电压在一定时间稳定后趋向数值一致，可知R0在不同的土壤湿度时基本变化很小；

（3）土壤湿度越大，输出电压的初始值越小，由于电容通电“瞬间”导通的原理，可知R1随着土壤湿度的增加而减小；

（4）土壤湿度越大，输出电压波形的瞬态过程越长，可知C随着土壤湿度的增加而增加，而且R1C也增大。

从阻容等效网络的物理意义上讲，可以认为R0代表了土壤样本的结构和基本成分，具有一定的稳定性；R1代表了土壤固相、液相和气相的物理变化，当湿度变化时，三者的比例发生变化，其导电性能变化；C代表土壤的电化学反应，当湿度变化时电解质的活跃程度变化，同时电流输入时，将会产生一些电解反应。

2 土壤湿度检测电路设计

从恒流源土壤湿度检测的分析可知，在实际信号采样中当电流输入后输出信号到达基本稳定时，其检测结果很难反应出湿度的区别，同时电流的输入打破了土壤的微弱平衡，其特性可能会发生变化，造成信号自身对测量的干扰。因此信号的采样应该位于输出电压曲线的初始值附近，才能准确反应土壤湿度的变化，同时由于电流作用时间短，电解反应的干扰基本不会出现。

实际采样电路如图5所示，在恒流源开通时，利用标准锯齿波电压与土壤探针输出电压在运放组成的比较电路中产生矩形脉冲，通过斯密特触发电路整形后进行脉宽捕捉和检测[3]，得到代表此时输出电压大小的矩形波脉宽，得到数据后系统立刻关闭脉宽捕捉功能和恒流源。

从理论上，锯齿波的频率越高，系统所捕捉的第一个脉宽越接近探针输出电压的初始值。实际上由于在较小恒流源电流作用下，输出电压波形的稳定时间基本都在100 ms以上，因此在实际使用中综合系统捕捉脉宽软件的技术实现可设计锯齿波的频率100 Hz以上即可。在实际制作中金属探针插入泥土后，对于泥土会产生一定扰动，土壤中的自由离子向金属表面运动，影响检测准确性。因此为了保证测试的稳定性，探针的金属表面与土壤接触不能太大，同时为了保证探针的插入深度，可采用绝缘材料包裹金属探针的方式[4] ，金属探针露出与土壤直接接触的针长短在1～1.5 cm为宜。测试时应先将探针插入土壤后一定时间（10～15 min）后进行。

图6显示实际制作的电路（锯齿波频率为100 Hz）在土壤湿度增加时脉冲宽度的变化情况，其湿度?脉冲宽度曲线具有函数单调性。图7为同一湿度下不同时间段脉冲宽度变化，其稳定性较好。

3 基于土壤湿度检测的控制系统策略

由于同一土壤在不同湿度时其检测数据曲线具有一定非线性，为了提高检测的精度，控制系统CPU（单片机等）可以采用分段线性拟合的方法来实现较高的检测精度[5?8]（见图8）。

在系统工作之前，先利用样本土壤进行湿度数值预置，如5%，10%，15%，…，控制系统利用这些样本检测到的脉宽数值进行分段线性拟合曲线，生成分段脉宽?湿度函数。在实际测量时，将检测到的脉宽数据对应相应区间函数进行运算，即可得到相应的土壤湿度值。同时由于实际上土壤的湿度变化不会很快，因此可采用定期采样（间隔几分钟左右）的方式来进行工作。

在测量不同土壤时，应先清除原有预置值，重新进行样本土壤湿度预置，生成新的分段脉宽?湿度函数进行工作。

4 结 语

本文所建立的恒流源作用下土壤湿度电学模型较好地表现了土壤湿度变化时探针阻抗变化的特性趋势，根据本文设计电路和控制策略制作的土壤湿度检测自动控制系统，经过在农业蔬菜大棚自动浇灌控制系统[9]和阳台花园自动浇灌控制系统中的应用和实践，土壤湿度检测稳定度和区分度比较良好。由于土壤的结构非常复杂，成分之间的相互反应多种多样，土壤中的微弱平衡很容易受到外界的干扰（如温度变化等）[10]，如何提高抗干扰还有待进一步深入研究。

参考文献

[1] AMATO M， RITCHIE J T. Small Spatial scale soil water content measurement with time domain reflectmetry [J]. Soil Science Society of America Journal 1995， 59（2）： 21?26.

[2] SCHMUGGE T J， JACKSON T J， MCKIM H L. Surver of methods for soil moisture determination [J]. Water Resources Research， 1980， 16（6）： 961?979.

[3] 白泽生.土壤水分检测转换电路的设计[J].传感器与微系统，2006（9）：16?18.

[4] 马孝义.电容式土壤水分传感器的研制[J].传感器技术，1993（1）：4?8.

[5] 赵燕东.基于驻波率原理的土壤水分传感器的测量敏感度分析[J].农业工程学报，2002（18）：2?5.

[6] 甘露萍.一种土壤湿度传感器的研制[J].农机化研究，2008（10）：91?94.

[7] 曹琳琳.单片机原理及接口技术[M].长沙：国防科技大学出版社，2008.

[8] 张泽卉.基于GSM短信和无线高频通信的灌溉自动控制系统[J].节水灌溉，2008（1）：33?37.

土壤检测论文第2篇

关键词：X荧光光谱；土壤重金属检测；手持式检测仪

1 引言

自“土十条”颁布以来，土壤污染防治行动工作计划逐步开展，土壤环境质量状况现状及土壤中的重金属污染备受关注。

笔者参照国标土壤样品前处理方法，以国标检测数据为恒定标准，检验手持式X射线元素检测仪在土壤重金属检测应用领域的可行性，为土壤环境监测提供科学依据。

2 仪器

实验仪器：手持式X射线元素检测仪，产自赛默飞尼通；

参比仪器：石墨炉原子吸收光谱仪，产自瑞利公司；火焰原子吸收分光光度计，产自北京普析公司。

3 样品制备

将采集的土壤样品混匀后用四分法浓分至约100 g。浓分后的土样经风干后，除去土样中石子和动植物残体等异物，用木棒研压，通过2 mm尼龙筛，混匀。用玛瑙研钵将通过2 mm尼龙筛的土样研磨至全部通过100目尼龙筛，混匀后备用[1]。

4 试验结果与讨论

4.1 样品分析结果

试验共采集6个样品，分别以试验方法手持式X射线元素检测仪和国标方法对土壤中Pb、Cu、Zn、As进行检测，具体分析结果详见表1手持式X射线土壤检测结果和表2国标方法检测结果。计算手持式X射线土壤检测结果与国标方法检测结果的相对偏差，具体计算结果见表3。从表3可以得出，比对试验结果Pb的相对偏差范围为-6.0%～24.9%，As的相对偏差范围为-101.4%～199.9%，Zn的相对偏差范围为-9.4%～38.1%，Cu的相对偏差范围为-19.8%～4.0%，Ni的的相对偏差范围为53.7%～139.5%。

4.2 手持式X射线元素检测仪不确定度试验

随机对同一样品连续进行10次测定，得出Pb的不确定度Uc=3.2，相对不确定度Ur=2.5%，测量结果D=128.1±3.2；As的不确定度Uc=2.4，相对不确定度Ur=7.5%，测量结果D=31.8±2.4；Pb的不确定度Uc=3.2，相对不确定度Ur=2.5%，测量结果D=128.1±3.2；Zn的不确定度Uc=13.5，相对不确定度Ur=2.7%，测量结果D=495.2±13.5；Cu的不确定度Uc=5.0，相对不确定度Ur=5.8%，测量结果D=87.2±5.0；Zn的不确定度Uc=3.6，相对不确定度Ur=5.6%，测量结果D=64.3±3.6。

4.3 手持式X射线元素检测仪质控结果

对一个空白样品、2个土壤标准参考样进行检测，元素Pb、Zn、Cu的浓度在质量控制范围之内，元素As的浓度接近质量控制范围，元素Ni的浓度偏离质量控制范围，具体实验结果详见表5。

5 结论

通过对土壤样品中的重金属进行检测，与国标方法的检测结果进行比对，试验结果表明：手持式X射线元素检测仪能够应用于对土壤中的Pb、Cu重金属进行定性定量检测，对土壤中的Zn、As重金属进行定性半定量检测，不能满足于对土壤中的Ni的测定应用。

参考文献：

[1]国家环境保护局.土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法：GB/T 17141-1997[S].北京：中国标准出版社，1997.

[2]陈 仪，唐玮玮.危险废物综合利用环境影响评价探讨：以含重金属污泥为例[J].绿色科技，2016（6）.

Determination of Heavy Metals in Soil by Portable XRF Analyzer

Zeng Dezheng

（Meizhou Municipal Environmental Monitoring Center，Meizhou，Guangdong 514071， China）

土壤检测论文第3篇

关键词：速效钾；耕地土壤；检测；巴彦淖尔

中图分类号 S158 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）12-0063-03

The Research on the Content of Rapidly Available K in Soil of Bayannur City

Li Yanbiao et al.

（Bayannur Academy of Agriculture and Animal Sciences，Bayannur 015000，China）

Abstract：This article selects the soil samples which were collected from 146 400hm2 of arable land in 7 counties（districts）in Bayannur city of Inner Mongolia in 2011―2015 years. The content of available K in the land of the city was analyzed，using the“determination of available K of forest soil”method to measure available K. The results show that the mean available K content in the whole city is 213mg/kg，and the highest in these 7 countries is 224mg/kg，the lowest is 162mg/kg. Based on the local soil fertility abundance index and the determination result of Bayannur City in the second general soil survey in 1982，it is evaluated that the available K content of the city is in the medium range with a downtrend. It is suggested to take some effective measures to improve the soil potassium fertility.

Key words：Rapidly available K；Soil；Detection；Bayannur City

钾是植物生长三大营养元素之一，在植物生长发育过程中，其参与60种以上酶系统的活化、光合作用、同化产物的运输、碳水化合物的代谢和蛋白质的合成等过程，可以增强作物的抗逆性和抗病能力，并提高了作物对氮的吸收利用[1]。植物体内钾含量一般占其干物质重的0.2%～4.1%，仅次于氮。钾在土壤中以不同形式存在，主要为水溶态钾和非交换性钾。植物生长主要是吸收土壤溶液中的钾，即吸附在土壤胶体表面的代换性钾和土壤溶液中的钾离子，这部分钾素被称为速效性钾。因此，当季植物的钾营养水平主要决定于土壤速效钾的含量[2]。而且，在植物所需的营养元素中，土壤速效钾的质量分数比较稳定，适宜作为有效养分恒量监控指标[3]，国际上也通常以土壤速效钾含量作为评价指标[4]。因此，检测出土壤中速效钾含量，检测结果结合养分丰缺指标，对指导实际生产的配方施肥有重要意义。

巴彦淖尔市耕地土壤钾元素的含量状况，较为系统准确的数据来源于20世纪80年代进行的第二次全国土壤普查。之后，一些农业相关机构相继进行了一些土壤检测方面的工作，积累了部分相关资料，但由于取土点没有统一的规划，相互之间没有数据共享，且各自有不同的研究重点，用来分析全市速效钾检测数据难以代表全市土壤速效钾状况。本文通过分析2011―2015年近5年取得的各县（区）的16 062个耕地土壤样品、汇总分析样品检测结果，以期摸清巴彦淖尔市耕地土壤速效钾含量。

1 材料与方法

1.1 土样来源及代表性 项目的土壤样品全部由巴市农科院检测中心采集并制备，采集和制备方法严格按照《测土配方施肥技术规范》[5]进行，具体样品信息见表1。由表1可知，在旗各县（区）选择采样点，选取的乡镇数占各旗县（区）总乡镇数的比例最小的为50%（乌中旗地处荒漠草原带，大部分农用地为牧草地、人口分散；乌后旗以山地丘陵戈壁为主，因此这两个旗选取了以耕地较为集中、人口密集的几个乡镇取土，这也是表1中它们“选取乡镇比例数”较低的原因），其余均在90%以上，全市平均比例为78%。

1.2 试验方法 试验采用LY/T1236-1999《森林土壤速效钾的测定》[6]测定土壤中的速效钾含量。在每批次样品检测中插入有证标准物质（GBW07413a，定值日期2010年4月，有效期至2020年3月。定值方法LY/T1236-1999）作为质控样品，问题样品重新检测，保证检测数据准确可靠。检测数据用IBM SPSS和EXCLE 2007分析。巴市农科院和原巴市土壤肥料工作站曾根据3414试验的结果，并参考其他有关资料，以小麦、玉米、食葵、番茄为主要对象，归纳出土壤速效钾评定丰缺指标，结合与钾肥肥效的关系，作为施用钾肥的参考。速效钾含量与等级判定关系见表2。

2 结果与分析

速效钾包括交换性钾和水溶性钾，都能被作物直接吸收利用。对于当季作物来讲，钾营养是否充足，主要取决于土壤速效钾的水平[2]。从表3可以看出，全市速效钾含量均值以磴口县最低，为162mg/kg，其他各县区均不低于200mg/kg，但都不高于243mg/kg；临河区速效钾含量最高，为224mg/kg；全市速效钾含量均值为213mg/kg，处于中量水平。与1982年第2次土壤普查数据（表4）相比，含量有所下降，减少了32mg/kg，减幅为13.1%；选取的59个乡镇中，速效钾含量最低的为乌前旗明安镇（115mg/kg），最高的为五原县和胜乡（256mg/kg）。

3 讨论

（1）第二次土壤普查数据显示，巴彦淖尔市农田土壤速效钾平均含量为245.0mg/kg。本试验的统计结果表明，全市农田土壤全钾平均含量为213mg/kg，虽然整体水平处于中等偏上，但与第二次土壤普查结果相比，下降了13.1%，说明巴彦淖尔市农田土壤钾素肥力呈下降趋势。原因可能如下：一是近年来作物产量提高，复种指数增加，作物从土壤中带走的钾素量日渐增加，而向土壤中投入的钾素量虽比之前有所增加，但是无法维持钾元素平衡[7]；二是农作物丰收之后，一部分钾素存在于秸秆中，但秸秆直接还田还没有大面积推广开；三是多数钾肥主要为硫酸钾和氯化钾，易溶于水而流失，而巴彦淖尔属河套地区，灌溉方式主要为沟灌漫灌，钾肥伴随大水冲刷而流失；这些应是耕地缺钾的主要原因。

（2）试验结果表明，磴口县的土壤速效钾含量均值全市最低（162mg/kg），这与当地农业技术推广中心对磴口县2007―2009年耕地地力状况的研究结果（154.9mg/kg）基本一致，评定等级为中等偏低。原因可能与当地农民重氮磷、轻钾肥的施肥习惯有关[8]。而且磴口县耕地土壤以砂质土居多，本身不容易固钾。速效钾含量中等偏低，一般来说，在一定条件下增施钾肥会起到较好增产效果，因为速效钾含量易受施肥、温度、水分、作物吸收等因素影响。且不同质地的土壤结持的钾有效性各异[4]。

4 结论

巴彦淖尔市农田土壤速效钾含量整体处中量水平，但有下降趋势，长期供钾可能存在潜力不足的问题。磴口县为钾肥缺失程度较重地区，建议采取以下措施来提高农田土壤钾素水平：（1）加强农田基础设施建设，改进灌溉方式及耕作方式，减少农田钾素流失；（2）推广秸秆还田，使得钾素还土；（3）因地制宜，因土施肥，继续大力推广实行测土配方施肥，培肥地力，促进农业可持续发展。

参考文献

[1]彭克明.农业化学（总论）（第二版）[M].北京：中国农业出版社，2000：144，153，162.

[2]张爱君，马飞，张明普，等.黄潮土的钾素状况与钾肥效应的长期定位试验[J].江苏农业学报，2000，16（4）：237-241.

[3]冯向阳，孟祥婵.县域土壤速效钾测试数据数理统计分析应用[J].科技创新与生产力，2012.06（221）：101-103

[4]梁云，石洪艳，张元勇.湖南省花垣县农田土壤钾素现状、存在问题及对策[J].农业现代化研究，2014，35（5）：614-617.

[5]中国农业部.NY/T 1118-2006测土配方施肥技术推广[S].2006

[6]国家林业局.LY/T 1236-1999森林土壤速效钾的测定[S].1999.

[7]刘庆伦，苏英杰.阳谷县土壤速效钾含量下降和防止对策[J].安徽农业学报，2009，15（02）.

[8]姜晓平，曹增飞.磴口县耕地地力现状、问题与对策[J].内蒙古农业科技，2013（4）：72-75.

土壤检测论文第4篇

关键词：X射线荧光光谱；土壤；重金属元素；应急监测；环境污染 文献标识码：A

中图分类号：O657 文章编号：1009-2374（2016）20-0041-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.20.019

1 概述

众所周知，土壤中含有的重金属元素在妨害植物生长的同时，还会通过食物链的富集效应危害人类的健康身体，甚至会造成大气污染和水污染，严重影响了土壤的生态功能。随着我国城市化进程的加快以及工业的高速发展，土壤中重金属元素的累积问题也日益严重。检测土壤中重金属元素的含量已逐渐成为农业生产中的一项重要工作。不仅如此，测定土壤中的重金属元素是完成污染土壤治理工作的关键的第一步。测定土壤中重金属元素的方法主要有化学分析方法、电化学分析方法、光学分析方法、色谱分析方法、原子吸收方法、化学发光方法7种。在检测土壤中的重金属元素时，通常使用强酸对土壤样品进行消煮，然后通过火焰原子吸收光谱、原子荧光光谱、石墨炉原子吸收光谱以及等离子体发射光谱等方法对样品土壤中的重金属元素进行检测。实际经验表明，采用上述方法进行检测时，结果准确度与精确度都比较高，但由于存在步骤繁琐、实验周期较长、成本较高等缺点，而且使用强酸处理样品土壤时会造成污染，因此以上方法的实用性并不十分理想。X射线荧光光谱技术是一项具有创新意义的技术，目前已在生物、食品、地质等领域被广泛应用，且起到了令人满意的效果。随着该技术的不断发展与进步，其在土壤重金属元素检测领域也得到了很好的应用，并取得了令人惊喜的成果。本文采用美国伊诺斯（Innox-X）公司研发的DP-4050型便携式X荧光光谱环境分析仪作为实验工具，对样品土壤中含有的Cr、Pb、Cu、AS、Zn等重金属元素进行了检测，并对检测结果进行了分析和说明。目的在于为便携式X射线荧光光谱测定土壤中Cr、Pb、As、Cu、Zn重金属元素提供科学、可行的检测方法和技术支持。

2 实验部分

2.1 实验仪器与试剂

美国伊诺斯（Innox-X）公司研发的DP-4050型便携式X荧光光谱环境分析仪，其工作的原理为：分析仪发出X射线照射到样品上，样品表面的电子层受到激发产生电子逃逸现象，进而产生电子跃迁，电子跃迁会释放多余的能量，仪器探测器捕捉反馈回来的能量光谱，每种元素都有自己的特征光谱，仪器自带软件根据光谱计算出化学结果。

2.2 实验方法

此次实验所使用的土壤样品为土壤标准样品GSS-8。使用便携式X射线荧光分析仪对土壤中重金属元素的测定步骤分为如下三步：首先使用保鲜膜将土壤样品进行密封，确保在土壤样品后不会发生外漏现象；然后使用槌杵将土壤样品测试面的平整后，开始测定；最后将仪器探头窗口对准土壤样品，不要有间隙。测试期间，不得晃动。在使用便携式X射线荧光光谱分析仪之前，需对机器进行20分种左右的预热，保证测试结果的准确性。测试的时间周期为可根据测定元素的性质，选择不同的测试曲线，设置不同的测定时间。测试现场的原位检测完成后，需要将测试点的土壤样品进行采集并带回实验室，以便进行室内的常规测定。

2.3 实验数据处理

此次实验数据的统计与分析使用Excel 2007和基于的Innov-x专用分析软件。

3 实验结果与讨论

3.1 实验准确度与精密度分析

国际应用化学联合会分光化学分析分会于1976年对检出限的定义进行了规定：将获得空白值标准偏差3倍所定义的含量作为检出限。实验测试结果为Cu、Zn、Pb、Cr、As元素在样品土壤中的浓度为25.7mg・kg-1、

68.0mg・kg-1、19.4mg・kg-1、73.7mg・kg-1、13.0mg・kg-1。测试结果中全部元素的最低检出限都低于土壤环境质量标准中的一级土壤标准值。

在实验室环境下，测试结果表明，土壤成分分析标准物质GSS-8中Cu、Zn等重金属元素含量全部低于土壤环境质量标准中的一级标准值。使用X射线进行测定时，仪器的准确度偏差处于0%～8.4%范围内，精密度标准偏差在1.7%～6.7%之间，测试结果表明仪器具有较好的测试重复性。通过对仪器的准确度和精密度以及最低检出限进行分析，看出DP-4050型便携式X荧光光谱环境分析仪可以完成对污染土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、As等重金属元素的测定工作。

3.2 田间原位检测

此次实验的田间原位检测点为韶关市某矿区附近农田。选用Inno-X DP-4050型便携式X荧光光谱环境分析仪为实验仪器，按照户外应急监测的测试步骤进行检测，对每个测试点进行3次重复测定。测试结果表明，进行田间原位检测的平行性很好，土壤中的Cu、Zn、Pb、As以及Cr重金属元素含量高于X射线的实验室检测结果。田间原位检测时，由于现场的环境，不能做到马上将土壤样品研磨至100目的粉末，同时，土壤的含水量以及紧实程度等均会对X射线检测造成干扰，导致测试结果的不准确。但由于田间原位检测具有无需对土壤进行预处理，而且能快速得到检测结果等优势，因此可以实现实时、快速的检测，该方法在确定土壤污染源以及污染土壤监测等方面具有较好的应用前景。其中1#、2#点位数据如表1所示。

4 结语

DP-4050型便携式X荧光环境分析仪对样品土壤中Cu、Zn、Pb、As以及Cr等重金属元素的最低检出限均低于国家土壤环境质量标准中的一级标准值，仪器测试具有良好的准确度和精密度。田间原位检测的结果表明，仪器可准确、高效地完成检测工作，虽然测试点的环境条件会对实验结果造成一定影响，但测试结果的准确性和精确度仍处于较高水平。综上所述，便携式X射线荧光光谱可对土壤中的Cu、Zn等元素进行快速测定以及田间原位检测，为提高土壤质量监测水平提供了帮助。

参考文献

[1] 冉景，王德建，王灿，薄录吉，郑继成，姚利鹏.便携式X射线荧光光谱法与原子吸收/原子荧光法测定土壤重金属的对比研究[J].光谱学与光谱分析，2014，（11）.

[2] 周宝宣，袁琦.土壤重金属检测技术研究现状及发展趋势[J].应用化工，2015，（1）.

土壤检测论文第5篇

关键词：土壤含水率；氮含量；近红外光谱；预测精度

引言

氮含量是土壤养分检测中的一项重要指标，相较于传统检测方法操作过程繁琐、耗时长且实时性差[1]，近红外光谱技术具有快速、无破坏、无污染、不需预处理及实时检测等优点，目前已广泛用于土壤氮含量的检测。由于土壤水分在近红外波段的吸收系数较高，对土壤含氮量的检测产生很大的干扰，因此研究土壤水分对近红外光谱检测土壤养分的影响非常必要。宋海燕等对含水率为20%、15%和10%的土壤进行研究，确定了水分对土壤近红外光谱检测影响的敏感波段和敏感程度[2]。安晓飞等研究了土壤水分对土壤含氮量的影响，得出随着土壤水分的增加，土壤光谱反射率逐渐降低，吸光度逐渐升高[3]；Baumgardner等的研究中，发现1.4和1.9微米这两个波段是土壤中水对光谱影响主要体现的位置[4]。由上述研究可知，土壤水分的含量与光谱反射率之间存在显著的相关性，其必对光谱预测模型造成影响。本课题以检测土壤氮含量为例，基于近红外光谱技术，采用偏最小二乘法（PLS，partial least squares）分别建立不同含水率土壤的光谱预测模型，分析土壤含水率差异对于近红外光谱检测土壤氮含量的影响。

1 材料与方法

1.1 土样制备

实验以有效态成分分析标准物质GBW07412a（辽宁棕壤）为基础土样，取110g此标准土样，将其按质量均等分为22份，通过计算称量给每份土样添加不同质量的尿素（CO（NH2）2）粉末，同时加入去离子水使其达到饱和，待充分混合后静置12小时再完全烘干，配制成土壤氮含量分别为0.08%、0.10%、…、0.50%的22份土壤样品。将每份配制好的土壤样品适度研磨，分别用刻度喷雾式喷壶对土壤进行喷水作业使其质量含水率分别达到0%、5%、10%、15%、20%、25%从而得到每种含氮量各6种不同含水率的土壤，共132个待测土样。

1.2 近红外光谱预处理方法

1.2.1 基线校正法

不管是用透射法测得的红外光谱，还是用红外附件测得的光谱，其吸光度的基线不可能处在0基线上，或透射率光谱的基线不可能处在100%基线上。同时由于仪器、样品背景、噪声等其它因素影响，近红外光谱分析中经常出现谱图的偏移或漂移现象，如不加以处理，同样会影响校正模型建立的质量和未知样品预测结果的准确性[5-7]。基线校正的运用，可有效地消除上述影响。其中，解决基线的偏移可采用一阶微分，解决基线的漂移可采用二阶微分。本实验采用一阶微分进行数据处理。

1.2.2 归一化处理法

光谱的归一化处理是将光谱的纵坐标进行归一化，是解决测量光程变化比较理想的方法之一，主要用于消除光程变化或样品浓度等变化对光谱产生的影响。常用光谱归一化方法主要有：矢量归一化、最大/最小归一化、回零校正。

2 结果与分析

2.1 不同含水率土壤样品的光谱特征

实验采用美国Perkin Elmer公司的Frontier近红外光谱仪，利用积分球附件采集土壤漫反射光谱数据。仪器扫描范围设为10000-4000cm-1，分辨率为4cm-1。

土壤氮含量为0.08%时，不同含水率的样品采集的光谱数据曲线自下向上分别表示含水率为0%、5%、10%、15%、20%、25%的土样测得的光谱数据。从中可以看出，相同氮含量，不同含水率的土壤吸光度存在明显差异，吸光度随土壤含水率的增加而增加。

2.2 土壤氮含量预测模型的建立

为研究不同含水率土壤光谱特征与土壤氮含量预测的相关性，以同一含水率、不同氮含量土样为样品建立预测模型，并比较预测精度。在PLS分析中，主因子数（Factor）的选取直接关系到模型预测能力的好坏，文章采用归一化、基线校正处理后的全波段光谱数据建模，用最小交叉验证均方根误差RMSECV确定最佳主因子数。实验中将132份土壤样品，按含水率不同分为6组，每组都具有氮含量各不相同的22个待测样品，其中任选14个样品为校正集，8个样品为验证集，进行建模分析。实验结果如表1所示，其中RMSEP为预测均方根误差，R2为决定系数，RMSEP越小，R2越大表明模型的预测精度越高。

通过表1可以看出，相同系列氮含量的土壤样品，在含水率不同条件下的建模结果有明显差异。总体上，土壤含水率低的R2较大，RMSEP较小，显示含水率越低，预测模型优度越好。

3 实验结果分析

根据6种不同含水率土样的建模结果，得到不同水分含量下土壤氮含量预测值和实际值的相关性曲线。

随着土壤含水率的上升，土壤氮含量的预测值和真实值之间的相关性明显成减弱趋势，含水率在5%以下其预测结果误差较小，当含水率大于5%时其预测误差明显增大。

4 结论

文章利用PLS法分别建立不同含水率土壤氮含量检测的预测模型，实验结果显示：在不同含水率下所建立的土壤氮含量预测模型有明显差异，呈现随含水率增大而预测误差变大的趋势；通过含氮量预测值与实际值相关性的比较，可以看出含水率低于5%的土壤预测能力明显优于含水率高于5%的土样，证明了土壤含水率不同对于建模预测有显著影响，为后期研究消除水分影响的校正方法提供了依据。

参考文献

[1]建，闵顺耕，巨小棠，等.近红外光谱法分析土壤中的有机质和氮素[J].分析实验室，2002，21（3）：49-51.

[2]宋海燕，程旭.水分对土壤近红外光谱检测影响的二维相关光谱解析[J].光谱学与光谱分析，2014（5）：1240-1243.

[3]安晓飞，李民赞，郑立华，等.土壤水分对近红外光谱实时检测土壤全氮的影响研究[J].光谱学和光谱分析，2013（3）：667-681.

[4]Baumgardner M F， Silva， I F， et al. Advances in Agronomy， 1985，38：1.

[5]鲍一丹，何勇，方慧，等.土壤的光谱特征及氮含量的预测研究[J].光谱学与光谱分析，2007，27（1）：62-65.

[6]隋世江，叶鑫，隽英华.近红外光谱技术在土壤成分检测中的研究进展[J].农业科技与装备，2012（1）：14-19.

[7]郑咏梅，张铁强，张军，等.平滑、导数、基线校正对近红外光谱PLS定量分析的影响研究[J].光谱学与光谱分析，2004，24（12）：1546-

1548.

土壤检测论文第6篇

关键词 有机氯农药；微波萃取；土壤；气相色谱

中图分类号 O658 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）08-0206-01

土壤是农业生产的基础和根本，是人类社会赖以生存的物质基础，是农业生态环境的重要组成部分[1]。近年来，传统的农业耕作方式逐渐被现代农业生产方式替代，导致土壤肥力下降，土壤环境质量恶化。尤其是在生产过程中，为了片面追求较高的产量和效益，农药和化肥使用过量，不但残留在农作物中，对消费者安全造成威胁，也会残留在土壤中。残留在土壤中的农药和化肥随着蒸发、降水、淋溶等作用进入环境中，给环境带来了巨大的危害[2]。准确检测农产品和土壤中的农药和化肥含量，不但是确保消费者安全的必要措施，也是采取相关措施减少其对环境污染的基础和条件。

农药的种类众多，使用较为广泛的是有机磷、有机氯等类型。有机氯农药是生产中常用的一种农药，溶于脂类，有效期长，杀虫效果较好。但是有机氯农药也存在容易残留、不易消解等缺点[3-4]。目前，我国对有机氯农药的检测标准有《土壤中六六六和滴滴涕测定的气相色谱法（GB/T 14550-2003）》，该方法主要检测六六六、滴滴涕等8种有机氯农药。但在实际应用过程中，存在提取时间长、单纯浓硫酸净化效果差、分析目标化合物种类单一等缺点。近年来，随着技术的进步，在机氯农药检测的前处理过程中，逐渐开始应用微波萃取法。微波萃取法具有提取速度快、目标性强、节省试剂、污染小、操作简单等优点。该文建立了微波萃取―气相色谱法测定土壤中8种有机氯农药的方法，取得了满意的结果。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

气相色谱仪（GC ULTRA，热电公司），微波萃取仪（CEM公司），氮吹浓缩仪（美国Zymark公司），色谱柱DB-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm，美国安捷伦公司）。正己烷（农残级），丙酮（农残级），浓硫酸（优级纯），无水硫酸钠（优级纯，650 ℃下烘8 h）。有机氯标准溶液，浓度100 mg/L。

1.2 试验方法

1.2.1 样品提取。准确称取2.5 g左右土壤样品置于微波萃取专用萃取筒中，加入1∶1（v/v）正己烷/丙酮溶液15 mL，萃取功率1 600 W，温度100 ℃，萃取时间为15 min。萃取完成降至室温后，将萃取液用无水硫酸钠脱水后转移至分液漏斗中，再用正己烷充分洗涤萃取筒3次，洗涤液也转入分液漏斗中。

1.2.2 萃取。将10 mL纯水加入分液漏斗中，萃取，弃去水相。向有机相中加入5 mL浓硫酸，萃取，弃去硫酸层。重复加入浓硫酸进行萃取，直至洗至有机相无色。向有机相中加入纯水，重复萃取至有机相呈中性。将萃取后的溶液经无水硫酸钠脱水后，旋转蒸发至5 mL左右，转移至浓缩管中。

1.2.3 浓缩定容。浓缩仪设置温度30 ℃，小流量氮气将萃取液浓缩至1.0 mL左右，用正己烷溶液准确定容至1.0 mL，转移至样品瓶中，进行上机分析。

1.2.4 仪器分析条件。柱流量：1.0 mL/min（恒流）；进样口温度：290 ℃，采取不分流进样；ECD基座温度：250 ℃；检测器温度：300 ℃；柱温：100 ℃（2 min）6 ℃/min290 ℃（5 min）。

2 结果与分析

2.1 色谱图

2.2 检出限

在100 μg/L有机氯标准溶液中加入空白石英砂，然后连续进行7次测定，计算检出限。结果表明，8种有机氯农药的检出限为0.020～0.051 μg/kg。

2.3 精密度和准确度

用含有8种有机氯组分的土壤标准样品经过微波萃取，在选定条件下连续测定7次，计算精密度和回收率，结果如表1所示。可以看出，8种有机氯农药的相对标准偏差为4.15%～5.32%，平均回收率为85.4%～96.0%。说明该方法精密度良好，回收率稳定，能够满足土壤中痕量有机氯农药检测的要求。

3 结论与讨论

在该试验中采用微波萃取的提取方法对土壤中的有机氯农药进行提取，GC-ECD进行测定。结果表明，利用微波萃取来提取土壤中微量六六六、滴滴涕具有操作简单、加热均匀、对萃取物选择性高、萃取时间短、有机溶剂用量少、回收率高等特点，完全可以满足土壤中有机氯农药的测定[5-9]。

4 参考文献

[1] 孙铁衍，李培军，周启星.土壤形成机理与修复技术[M].北京：科学出版社，2005.

[2] 应方，阮东德，徐建芬，等.水中有机氯农药的测量不确定度评定[J].农业与技术，2012，32（2）：149-151.

[3] 佟玲，黄园英，张玲金，等.气相色谱-质谱法测定土壤中有机氯农药及多氯联苯[J].理化检验，2009，45（7）：858-861.

[4] 李娟，丁曦宁，胡冠久，等.微波萃取-气相色谱/质谱法测定土壤中的有机氯农药[J].中国环境监测，2005，21（4）：49-51.

[5] 蒋小良，王斌，徐正华，等.微波萃取-气相色谱法测定纸质包装材料中五氯苯酚[J].中华纸业，2013（2）：22-24.

[6] 赵丽娟.微波萃取-气质联用法测定沉积物中的酞酸酯类化合物[J].现代农业科技，2012（21）：241，245.

[7] 刘宏华，张利康，武炜，等.微波萃取-凝胶渗透色谱-超快速液相色谱-串联质谱法检测腌猪肉中的罗丹明B残留[J].肉类研究，2012（5）：30-33.

土壤检测论文第7篇

关键词 土壤；可溶性硅；温度；pH值；浸水；黑龙江哈尔滨；香坊区

中图分类号 S151.95 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）14-0194-03

Effect Study on Environment Factors of Paddy Phaeozem Soluble Silicon in Xiangfang District of Harbin City

XU Jing-gang 1 YANG Da-zhi 2 SUN Tao 1，3 WANG Xiao-cen 1 *

（1 College of Resources and Environment，Northeast Agricultural University，Harbin Heilongjiang 150030； 2 Heilongjiang Institute of Standardization；

3 Suihua Meteorological Bureau）

Abstract The effect of environment factors on soluble silicon in paddy phaeozem was studied.The results showed that the temperature，pH value and water immersion method could affect the release of soluble silicon in soil.The increase of ambient temperature was conducive to the release of soluble silicon in soil.In the range of 5～40 ℃，temperature increased per 1 ℃，the leaching of soluble silicon increased 0.64 mg/kg in soil.This study showed that pH = 4.5～9.0，soluble silicon was decreasing with pH increasing.Soluble silicon concentration presented a trent that increased first and then decreases with increase of immersion time，after flooding 20 days the value of soluble silicon reached 53.87 mg/kg that was more 12.91% than 10 days treatment.But more than 20 days，the long-term soaking made the concentration of soluble silicon decrease，50 days，soil soluble silicon decreased to 17.78 mg/kg.Intermittent flooding，the soil concentration of soluble silicon was 32.57～38.32 mg/kg，a steady release rate of soil soluble silicon.The results showed that intermittent irrigation manner was conducive to the leaching of soil soluble silicon.

Key words soil；soluble silicon；temperature；pH value；flooding；Harbin Heilongjiang；Xiangfang District

黑土地是地球上最珍贵的土壤资源，地球上共有3个黑土带，其中一个就在中国东北地区。中国东北黑土区主要分布在松辽流域的黑龙江、吉林两省中部地区，总面积70万km2，其中典型黑土区面积约为17万km2，每年大量的水稻、玉米、小麦和大豆产自此地区，这里是中国主要的商品粮基地[1]。据报道，作为中国粮食主产区的黑龙江省2015年水稻种植面积343.4万hm2，较以往大幅提高，水稻生产对黑龙江省农业经济的发展具有十分重要的作用[2]。

黑土型水稻土是发育于黑土的水稻土，在很大程度上保留着起源土壤的特性，即起源土壤仍强烈地影响着水稻土的形成过程和肥力特征，相对其他类型的水稻土，这种水稻土肥力更强，但长期耕种会造成土壤中营养元素的流失和转移，通常情况下黑龙江省种植水稻主要施用氮、磷、钾肥，很少施用硅肥[3]。然而，水稻是喜硅作物，其全生育期需要吸收大量的可溶性硅，可溶性硅是溶于土壤溶液中的二氧化硅，绝大多数以正硅酸（H4SiO4）形式存在，是植物能够吸收利用硅的主要部分[4-5]。虽然硅在土壤中的含量丰富，但需要风化后才能转化成可溶性硅被植物吸收，常年种稻但不进行硅肥补偿的地块，可溶性硅有供应不足的隐患。截至目前，关于黑土区水稻土硅素肥力特性，尤其是有关水稻土供硅能力的研究多借鉴国外或中国南方地区的方法和标准，忽略了该地区水稻土硅素肥力的特殊性，严重阻碍着本地区水稻生产的发展。本研究模拟无作物条件下，黑土型水稻土可溶性硅在外界条件改变下的动态变化，通过调节土壤基质温度、土壤溶液pH值来分析黑土型水稻土可溶性硅受环境因素的影响，并选用持续浸水和间歇浸水的方式研究浸水方式对土壤可溶性硅的影响，旨在为水稻栽培中合理调控土壤可溶性硅的浓度提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验土壤

试验用土取自位于哈尔滨市香坊区的东北农业大学实验基地（45°43′ N，126°44′ E），土壤为长年种植水稻的0～20 cm耕层黑土型水稻土，过2 mm筛子风干备用，其有机质为35.85 g/kg，全氮量1.67 g/kg，全磷0.78 g/kg，速效钾74.54 mg/kg，有效硅209.01 mg/kg，pH值7.13。

1.2 试验方法

1.2.1 环境因子对土壤可溶性硅影响研究的技术路线。具体如图1所示。

1.2.2 温度对土壤硅释放的动力学研究。准确称取风干土壤4 g（精确到0.000 1 g）于50 mL离心管中，加40 mL去离子水，混匀后将样品分别置于5、10、15、20、25、30、35、40 ℃的环境中，保温平衡5 h。4次重复。到时取出，6 000 r/min离心10 min，取上清液5 mL，检测土壤可溶性含量。

以基质温度为横坐标，土壤可溶性硅浓度为纵坐标，构建土壤可溶性硅在不同温度下释放的动力学方程。

1.2.3 溶液pH值对土壤硅释放的动力学研究。准确称取风干土壤4 g（精确到0.000 1 g）于50 mL离心管中，加30 mL去离子水，用0.5 mol/L的KOH溶液和0.6 mol/L的H2SO4溶液分别将土壤溶液pH值调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0后加去离子水到40 mL，混匀后将样品置于20 ℃的环境中，保温平衡5 h。每个处理4次重复。到时取出，6 000 r/min离心10 min，取上清液5 mL，检测土壤可溶性硅含量。

1.2.4 灌水对土壤硅释放的动力学研究。①持续灌水：试验分设10、20、30、40、50天处理组。每组4次重复。准确称取风干土壤4 g（精确到0.000 1 g）于50 mL离心管中，加40 mL去离子水，混匀后将样品分别置于20 ℃环境中，保温平衡。分别在第10、20、30、40、50天取出样品，6 000 r/min离心10 min，取上清液5 mL，检测土壤可溶性硅含量，每次检测后均弃去样品。②间歇灌水：准确称取风干土壤4 g（精确到0.000 1 g）于50 mL离心管中，置于20 ℃环境中。每组4次重复。在第5天灌水40 mL，混匀后保温平衡5 d，到第10天取出检测。检测后弃去离心管中剩余上清液，落干5 d后加去离子水40 mL，其余步骤同上，直到第50天检测完毕。

1.2.5 土壤指标测定方法。土壤pH值的测定参见NY/T 1121.2-2006[6]、土壤有机质的测定参见NY/T 1121.6-2006[7]、土壤可溶性硅的测定参见NY/T 1121.15-2006[8]、土壤全氮的测定参见LY/T 1228-1999[9]、土壤全磷的测定参见LY/T 1232-1999[10]、土壤速效钾的测定参见NY/T 889-2004[11]。

1.2.6 统计分析。Excel 2007作图分析、SAS V8统计数据。

2 结果与分析

2.1 温度对土壤可溶性硅释放的影响

设定土壤可溶性硅浸提温度范围0～40 ℃，以每5 ℃递增，通过冰浴、水浴、恒温培养等方式保温5 h后，研究温度对土壤可溶性硅释放的影响。例如，假设土壤温度0 ℃时，可溶性硅不溶出，根据是在0 ℃土壤中的水冻结成冰晶，可溶性硅包裹在冰晶中，不能被植物吸收利用。温度变化对土壤可溶性硅释放的影响如图2所示。可以看出，当温度高于0 ℃，冰溶化成水，土壤可溶性硅被迅速释放出来，5 ℃时为19.70 mg/kg。随着温度的逐步升高，土壤中可溶性硅的浓度

渐渐增加，10～20 ℃范围内土壤可溶性硅浓度变化不明显，在22.27～23.98 mg/kg范围内波动。但当温度高于20 ℃时，可溶性硅浓度迅速提高，在40 ℃达到42.08 mg/kg。将检测数据用Excel软件进行拟合，建立了土壤可溶性硅随温度变化的模型，模型中R2=0.981 5，说明该模型拟合度良好，能较为真实地反映土壤可溶性硅浓度与温度的关系。该模型方程如下：Y=0.017 3X2-0.174 3X+21.157。

2.2 pH值对土壤可溶性硅释放的影响

施肥是造成土壤pH值变化的原因之一，本研究选用KOH和H2SO4溶液来调节土壤溶液pH值，因为它们可发生中和反应，生成稳定的中性盐K2SO4。适宜大多数作物生长土壤的pH值范围是4.5～9.0，在此范围内土壤可溶性硅浓度决定了土壤的供硅能力。调节土壤溶液pH值在4.5～9.0范围内，以每0.5递增，研究土壤可溶性硅受土壤溶液pH值变化的影响如图3所示。可以看出，在上述pH值范围内土壤可溶性硅浓度呈动态变化，在pH值4.5～5.0范围内土壤可溶性硅浓度下降较明显，当pH值4.5时，土壤可溶性浓度为76.57 mg/kg；pH值5.0时，土壤可溶性硅浓度为53.45 mg/kg。但pH值为5.5～7.5时，土壤可溶性硅浓度在30.24～39.91 mg/kg范围内小幅震荡，变化不明显，而pH值>8.0后，土壤可溶性硅浓度呈下降趋势，到pH值9.0时，土壤可溶性硅浓度下降到25.26 mg/kg。将检测数据用Excel软件进行拟合，建立了土壤可溶性硅与pH值相关的模型，模型中R2=0.964 1，说明该模型拟合度良好，能较为真实地反映土壤可溶性硅浓度与土壤溶液pH值关系。该模型方程如下：Y=0.995X4-29.324X3+319.98X2-1534.5X+2 767。

2.3 浸水方式对土壤可溶性硅释放的影响

2.3.1 持续浸水条件下，土壤可溶性硅释放的动态变化。每10 d将浸水土样离心后检测其中土壤可溶性硅浓度，共持续50 d。以浸水天数为自变量，土壤可溶性硅浓度为因变量，绘制成曲线图，研究持续浸水对土壤可溶性硅释放的影响。持续浸水条件下土壤可溶性硅释放随时间延长的变化如图4所示。可以看出，长时间浸泡对土壤可溶性硅浓度的影响显著，在浸泡的前20 d内，土壤可溶性硅浓度明显升高，能达到53.87 mg/kg的最大值，而随着浸泡时间的延长，土壤可溶性硅浓度逐渐下降，这可能是由于长时间浸泡能促进正硅酸聚合成为多聚硅酸，其分子增大到一定程度形成硅酸溶胶，当离心后这一部分大分子沉淀，导致上清液中可溶性硅减少。到第50天，土壤可溶性硅浓度下降到17.78 mg/kg。可以推断土壤可溶性硅溶出是一个可逆过程，无作物条件下长时间浸泡不利于土壤中硅的溶出，可溶性硅浓度最后会趋近一个定值。模型中R2=0.932 9，说明该模型拟合度良好，能较为真实地反映土壤可溶性硅浓度与持续浸水的关系。该模型方程如下：Y=0.024X3-0.219 7X2+5.068 5X +17.57。

2.3.2 间歇浸水对土壤可溶性硅释放的影响。土样浸水5 d进行可溶性硅浓度的检测，每次检测后将离心上清液弃去，密闭保存5 d后灌入去离子水，浸泡5 d后再检测，如此反复直到第50天检测完毕。土壤可溶性硅浓度在间歇浸水条件下的变化如图5所示。可以看出，每次检测后将离心后的上清液弃去，灌入去离子水，待下次检验后发现仍有硅溶出，土壤可溶性硅浓度在32.57～38.32 mg/kg之间，可以推断间歇浸水有利于土壤可溶性硅溶出，但随着时间的延长，土壤可溶性硅浓度有下降的趋势，这种使硅溶出的方法最后将趋近于一个极小值。

3 结论与讨论

本文研究了浸水方式对黑土型水稻土可溶性硅释放的影响。结果表明，不同的浸水方式对土壤可溶性硅释放的影响不同，差别较大，短期20 d以下持续浸水可以促进土壤可溶性硅的释放，但20 d以上的长期浸水使土壤可溶性硅浓度下降。而采取间歇浸水的方式，土壤可溶性硅溶出稳定，50 d内溶出量占土壤总重量的17.75%。间歇性的浸水比持续灌水能显著提高土壤硅的释放量，可以推断喜硅作物生长前期可采取间歇灌溉的方式促进其生长。当使用黑土进行水稻育秧时，可通过调低苗床土pH值的方式，来促进土壤可溶性硅的释放，使作物吸收更多的硅，这有利于防治病虫害等疾病，为水稻的高产创造良好的基础。前人的研究表明，影响土壤可溶性硅释放的因素主要有发育土壤的岩石矿物类型、土壤温度、质地、pH值、伴随离子种类等[12]。土壤温度升高可以促进硅的溶出。本研究表明，在5～40 ℃范围内，温度每提高1 ℃，黑土型水稻土中可溶性硅的浸出量增加0.64 mg/kg，而袁可能发现在4～43 ℃范围内，温度每升高1 ℃可使土壤可溶性硅的浸出量增加0.2～0.3 mg/kg。说明北方黑土型水稻土通过提高温度的方法促进土壤硅释放的效果明显强于南方土壤。南方水稻土由于长年种植水稻，且复种指数较高，土壤中硅含量逐年降低，而北方地区由于气候条件受限，每年只能种植一次水稻，且稻作历史较短，土壤中硅的消耗比南方稻田少，推荐北方黑土地区稻作时采取能够提升地温的浅水灌溉方式加速土壤硅的溶出，为作物的生长提供充足的硅。

土壤溶液pH值是影响土壤可溶性硅释放的重要因素。有研究表明，土壤可溶性硅与土壤溶液pH值呈正相关[13-14]。相反，另外一些试验表明在pH值2.0～9.0范围内，土壤可溶性硅浓度随pH值升高而减少[15]。土壤类型影响着可溶性硅在不同pH值条件下释放能力的强弱[16]。本研究表明，在pH值4.5～9.0范围内，黑土型水稻土中可溶性硅释放随pH值的升高呈下降趋势，且在偏酸性基质中，pH值在4.5～6.5范围内小幅变化，就能对可溶性硅浓度产生显著影响。表现出在偏酸性基质中，在较低pH值下，土壤可溶性硅溶出随溶液pH值变化明显；而随着溶液pH值的升高，在6.5～7.5范围内，土壤可溶性硅浓度随pH值的变化不明显，检测值在30.24～39.91 mg/kg范围内小幅震荡；而当pH值>7.5后，土壤可溶性硅浓度呈下降趋势，在偏碱性的环境中释放受到抑制。

4 参考文献

[1] YU G，FANG H，GAO L G，et al.Soil organic carbon budget and fertility variation of black soils in Northeast China[J].Ecological Research，2006， 21（6）：855-867.

[2] 黑龙江农业信息网 http：//

[3] 金学泳.寒地水稻高效生产实用技术[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2003.

[4] EPSTEIN E.The anomaly of silicon in plant biology[J].PNAS，1994，91（1）：11-17.

[5] EPSTEIN E.Silicon[J].Plant Biology，1999，50（10）：641-664.

[6] 田有国，辛景树，任意，等.土壤pH的测定：NY/T 1121.2-2006[S].北京：中国标准出版社，2006.

[7] 任意，辛景树，田有国，等.土壤有机质的测定：NY/T 1121.6-2006[S].北京：中国标准出版社，2006.

[8] 辛景树，田有国，任意，等.土壤有效硅的测定：NY/T 1121.15-2006[S].北京：中国标准出版社，2006.

[9] 张万儒，杨光滢，屠星南，等.森林土壤全氮的测定：LY/T 1228-1999[S].1999.

[10] 张万儒，杨光滢，屠星南，等.森林土壤全磷的测定：LY/T 1232-1999[S].中华人民共和国林业行业标准，1999.

[11] 杜森，高祥照，李花粉.土壤速效钾和缓效钾含量的测定：NY/T 889-2004[S].北京：中国标准出版社，2005.

[12] 袁可能.植物营养的土壤化学[M].北京：科学出版社，1983.

[13] 臧惠林.土壤有效硅含量变化的初步研究[J].土壤，1987，19（3）：123-126.

[14] 周鸣铮.有关水稻土壤养料肥力的某些研究的论述（下）[J].土壤学进展，1981，9（2）：12-23.

土壤检测论文第8篇

关键词 耕地；土壤养分；有机质；有效磷；有效钾；变化；辽宁新民

中图分类号 S158.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）07-0244-02

Analysis of Soil Nutrients Changes in Xinmin City

WANG Fu-quan

（Xinmin Regional Agricultural Technology Extension Station in Liaoning Province，Xinmin Liaoning 110300）

Abstract Using the current result data of soil testing and formula fertilization project，the change of soil organic matter，available phosphorus，available potassium in Xinmin city were analyzed. The results showed that the basic characteristic of most soil in Xinmin City was the content of soil organic matter counted for 1% to 2%，and the proportion declined，indicating the reducing development direction of soil organic matter content and the degradation trend of soil fertility. The proportion of low phosphorus soil decreased and the proportion of high phosphorus soil increased，both indicating the soil available phosphorus content increased. The general trend was the soil available phosphorus content increased and soil available potassium decreased.

Key words farmland；soil nutrient；organic matter；available phosphorus；available potassium；change；Xinmin Liaoning

新民市现存耕地近20万hm2，包括了草甸土、棕壤土、水稻土3个土类。自20世纪80年代以来，农作物单产水平和土地生产率有了较大提高。农业生产可持续发展，实现高产高效优质，已成为当前生产追求的目标；保护与培肥土壤，科学平衡施肥，节本增效，增产增收显得非常重要[1-2]。近些年，通过实施测土配方施肥项目，进行继自全国第2次土壤普查之后的又一次较系统的土壤检测，获得了大量的成果数据。本文宗旨是利用现有的成果数据，对本辖区内的土壤有机质、有效磷、有效钾进行分析研究，目的是摸清土壤肥力及养分现状，有力地推动实施科学配方施肥技术。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

测土配方施肥项目中，新民市已积累逾1万份土样的检测成果数据。选取了具有代表性的4个乡镇，即公主屯、于家、法哈牛、柳河沟，利用其测土配方施肥项目的检测化验数据和第2次全国土壤普查的检测化验数据进行统计比较，考察土壤养分状况变化的动态，作出当前土壤养分现状的分析。

1.2 检测方法

土壤有机质化验采用油浴外热源重络酸钾氧化，以硫酸亚铁作还原剂的方法[3]；土壤有效磷采用奥森法，即0.5 mol/L NaHCO3浸提，钼蓝比色[4]；土壤有效钾采用1 mol/L NH4OAc浸提，火焰光度计燃烧法[5]。

2 结果与分析

2.1 新民市土壤有机质现状分析

计算土壤有机质平均含量分布频率，2010年与1982年有机质分布比例见表1。2007年与1982年有机质分布的比较情况见图1。

2010年的检测数值与1982年的检测数值相比，土壤有机质含量

2.2 新民市土壤有效磷现状分析

计算4个乡土壤有效磷平均含量分布情况，2010年与1982年土壤有效磷分布比例见表2。2007年与1982年土壤有效磷分布的比较情况见图2。

2010年的土壤有效磷含量≥5 mg/kg的比例都高于1982年，表明土壤有效磷的含量在增加。低磷含量（

2.3 新民市土壤有效钾现状分析

计算4个乡土壤有效钾平均含量频率，2010年与1982年土壤有效钾分布比例见表3。2007年与1982年土壤有效钾分布的比较情况见图3。

2010年土壤

3 结论与讨论

土壤有机质含量是土壤肥力的重要指标。低含量比例增加，标志着相应面积的扩大。土壤有机质含量1%～2%是新民地区绝大多数土壤的基本特征，其比例下降，表明土壤有机质含量向降低方向发展。因此，反映了土壤肥力有退化的趋势。影响耕地土壤有机质含量下降的直接因素，可能是不施有机肥或施量较少。培肥土壤应从提高土壤有机质含量入手，探索有机肥与无机肥料相结合的途径，倡导秸秆还田，注重堆肥、沤肥、厩肥、土杂肥的应用，提高土壤有机质含量[6]。

土壤有效磷含量同样是土壤肥力的重要指标[7-8]。低磷土壤分布比例减少，高磷土壤分布比例增加，都表明土壤平均有效磷含量增加，高磷土壤面积扩大。总的趋势是土壤有效磷含量升高。土壤有效磷含量增高的原因，可能是人为连年高量施用复合肥以及磷素本身的表聚性。因此，探索磷肥的合理用量及提高其利用率的有效措施是一项重要任务。

土壤有效钾含量变化的总趋势是逐渐下降。下降的原因可能有2个方面：一是肥料施用量小，二是钾离子活动性大和土壤结构不良。可以计算，获得平均产量7 500 kg/hm2玉米需从土壤吸收K2O约160.5 kg/hm2，而目前施用的复合肥K2O含量仅45～75 kg/hm2，其余的钾要由土壤来补充。如果不施农肥或施量少，连年如此，土壤有效钾就处于被掠夺状态，势必成为土壤贫瘠的因素。提高土壤有效钾含量，除增施有机无机含钾肥料外，也应重视土壤物理性能改良，增加土壤团粒结构和微聚体含量，提高土壤保肥性能[9-10]。根据测土配方施肥项目对土壤有机质、有效磷、有效钾现状作出分析，合理改良土壤、施用肥料，平衡调节土壤养分状态问题，另需更深入的研究。

4 参考文献

[1] 张英鹏，李彦，于仁起，等.山东省主要耕地土壤的养分含量及空间变异分析[J].华北农学报，2008，23（B10）：310-314.

[2] 周宏美，宋晓，张彦玲，等.豫东潮土区耕地土壤养分动态监测与培肥途径[J].河南农业科学，2006（3）：68-71.

[3] 刘义平.福安市耕地土壤肥力状况及改良途径[J].江西农业学报，2009（9）：61-63，67.

[4] 崔振岭，曹宁，陈新平，等.县级区域粮田土壤养分空间变异特征评价研究[J].华北农学报，2008，23（B10）：319-324.

[5] 朱建祥.石嘴山市惠农区耕地土壤养分现状及变化趋势分析[J].现代农业科技，2011（15）：272，276.

[6] 陈翠玲，张玉兰，蒋爱凤，等.河南省主要土壤耕层有效养分含量分析[J].河南农业科学 2007（2）：62-64.

[7] 金文萍，袁青锋，王妙星，等.兵团农十三师耕地土壤养分调查研究[J].现代农业科技，2013（14）：220-221.

[8] 黄美玲，丁俊伟，吴文振，等.晋江市耕地土壤养分现状分析[J].江西农业学报，2011（2）：134-136.

土壤检测论文第9篇

关键词：土壤；肥料化验；问题；建议

引言

现如今，新疆已有八十七的县市展开了测土配方施肥项目，本文通过相关调查，针对土壤肥料化验工作中的问题提出一些建议。在该项目全面展开之前，大多数土壤肥料化验室的监测工作都无法正常进行。除了相关的仪器设备十分落后之外，化验人员也没有较好的专业素质，以至于无法保证其土壤肥料化验能力。随着土壤肥料检验工作得到越来越多的重视，大部分化验室都陆续进行了设备的更新以及技术人员的培养。

一、土壤肥料质量检测工作所取得的成效

（一）了解新疆土壤养分现状

测土配方施肥项目得到了大量的数据，对其进行统计分析，进而了解到新疆耕地土壤养分的情况，对耕地土壤的平均PH值以及有机质、碱解氮、速效钾等平均含量有所掌握。通过与第二次土壤普查数据做比较，发现耕地土壤肥力水平有了显著提升，其中有效磷富集，碱解氮含量出现了较大的增幅，而钾并没有出现大面积缺乏。面对新疆耕地土壤养分状况与施肥现状，有针对性的提出有机与无机的结合，并执行增施有机肥以及补充性施磷等施肥指导方针。

（二）建立主要作物的施肥指标体系

对于测土配方施肥技术来说，作物施肥指标体系不仅仅是其核心内容，也是其肥料配方制定的关键依据。各个项目将“3414”田间实验数据与土壤分析值相结合，并利用当地专家的经营与农民施肥情况调查资料，进行棉花、小麦以及玉米施肥指标体系的建立。对于新疆的特色作物番茄、油葵、哈密瓜等，进一步完善其相应施肥指标体系的建立。诸如葡萄、红枣等果树，也展开了田间小区实验，使特色林果业的测土配方施肥指标体系得以快速建立。

二、土壤肥料化验工作存在的问题

（一）仪器设备方面

现如今，大部分化验室都购置了新型的仪器设备，但即便如此，在进行仪器设备的使用时，专业的技术指导与技术顾问十分匮乏，以至于新型仪器最终都沦为摆设，使用率极其低下。另外，在进行检验使用时，若是仪器设备出现故障问题无法及时解决，则会造成仪器设备的资源浪费。新型的仪器设备都有着昂贵的造价，要完善新型仪器设备的配置，会产生极大的耗资，县级以下的化验单位尤为严重。仪器设备无法发挥作用而被闲置在化验室，不仅使资源极度浪费，也在很大程度上对员工的工作积极性产生了影响。

（二）专业技术方面

化验室的技术人员专业理论十分匮乏，没有良好的知识体系以及技术能力，以至于无法正确的操作仪器。并且在处理数据以及分析检验结果时，无法与最新的要求接轨，对土壤肥料化验监测的工作效率产生了极大的影响。在大部分县级化验室中，缺少专业的化验监测人员，由于该项工作与其他部门职能混乱，以至于土壤肥料化验工作无法顺利有效的展开。在当前的土壤肥料化验监测工作中，全面的分析能力与数据处理能力是相关技术人员必不可少的，如此才能使检验结果更加可靠。

（三）监测能力方面

在当前的土壤肥料检验单位中，没有一个规范的用人制度，以至于相关的土壤肥料化验人员没有较高的积极性，在实际进行工作时，没有一定的执行力度使得检验工作无法按时完成。在土壤肥料化验监测工作中，监测能力是重中之重，只有对其进行不断提升才能使监测工作更加可靠。对于监测中的问题应当及时对其作出判断，并在误差允许范围内使检验精度有极大程度的提升。

三、对土壤肥料化验工作的建议

（一）配备专业技术人员

人员体系在工作的开展中是必不可少的，因此在土壤检测工作中，要想使工作能够顺利的展开，技术人员是极其重要的一环。所以在一个土壤肥料化验监测化验室中，一定要配备足够数量的专业技术人员，如此才能使监测工作更加稳定可靠。

（二）利用先进仪器设备

目前，土壤肥料检验工作监测要求越来越高，工作的展开必须通过先进仪器的使用。所以先进的x器设备是各个土壤肥料监测化验室不可或缺的基础保障，只有使其使用效率得到有效保障，并利用先进仪器设备进行监测工作的展开，才能够快速的服务当前的农业生产工作。

（三）提高化验人员的素质

要想使监测数据能够保证精确度，则化验人员的素质是关键，严谨科学的工作态度以及认真负责的工作作风是化验人员必须具备的。由于县级土肥化验室人员稀缺，因此每个化验人员都应完善自身理论知识，并提升其数据分析能力与实际操作能力。

（四）培养化验带头人

除了要普遍提升技术人员的专业素养，对于技术骨干的培养也是势在必行的。在进行实际的检验工作时，会遇到一些新的问题与仪器故障，而培养技术骨干则能很好的开展日常工作，他们所进行的统筹安排使化验室工作的有序性得到了保证。

结语

不仅仅是在仪器设备以及技术人员素质方面土壤肥料化验工作有不足，在监测能力方面也有着许多需解决的问题，应当对目前工作中的不足有深入的了解，并提出科学合理的建议对该工作进行指导。监测队伍的建立是首要任务，其次便是要提升技术人员的素养水平，另外还有仪器设备的使用效率，最后是检测技术骨干的培养，只有这样才能使监测化验工作能够有效开展。

参考文献：

[1]阿曼古丽・艾孜子. 新疆县级土壤肥料化验工作中存在的问题与建议[J]. 新疆农业科技，2012，03：11.