實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)需要清晰地了解土壤的空間變異特性以及實(shí)時(shí)的營(yíng)養(yǎng)狀況，數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展也對(duì)土壤養(yǎng)分的測(cè)定迫切地提出了的時(shí)間和效率上的要求。土壤有機(jī) 質(zhì)、全氮、堿解氮、*磷和*鉀是植物健康成長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)成分，這些土壤指標(biāo)參數(shù)是土壤養(yǎng)分管理和測(cè)土配方施肥的重要對(duì)象，目前這些指標(biāo)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室和 土肥站一直沿用常規(guī)檢測(cè)方法。這些檢測(cè)方法需要昂貴的檢測(cè)設(shè)備，并且對(duì)檢測(cè)人員要求較高，同時(shí)存在指標(biāo)檢測(cè)效率低、檢測(cè)樣品數(shù)量小和成本高等問(wèn)題，是實(shí)施 精細(xì)農(nóng)業(yè)管理的一個(gè)重要障礙因素。
近紅外光譜分析技術(shù)作為一種快速、無(wú)損、簡(jiǎn)便的綠色測(cè)量方法和分析技術(shù)，在土壤養(yǎng)分的測(cè)定方面扮演著越來(lái)越重要的角色。近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)具有快速、無(wú)需 樣品制備和成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。近紅外光譜能夠反映土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮等養(yǎng)分信息，使得近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用；近紅外 光譜檢測(cè)能力主要依靠其對(duì)C-H、O-H和N-H功能鍵的能量吸收進(jìn)而反映相應(yīng)土壤養(yǎng)分含量等信息。土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀是農(nóng)作物生長(zhǎng)的主要養(yǎng)分,是土壤養(yǎng)分管理和測(cè)土配方施肥的重要對(duì)象,隨著測(cè)土配方施肥技術(shù)的大規(guī)模推廣，迫切需要一種低成本、可靠的土壤養(yǎng)分快速檢測(cè)方法。
檢測(cè)指標(biāo)
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傳統(tǒng)方法
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近紅外方法
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有機(jī)質(zhì)
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用定量的重鉻酸鉀－硫酸溶液，在電砂浴加熱條件下，使土壤中的有機(jī)碳氧化，剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，并以二氧化硅為添加物作試劑空白標(biāo)定，根據(jù)氧化前后氧化劑質(zhì)量差值，計(jì)算出有機(jī)碳量，再乘以系數(shù)1.724，即為土壤有機(jī)質(zhì)含量
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將土壤粉碎后直接放在光源下測(cè)量，12 秒左右所有指標(biāo)的結(jié)果在屏幕上顯示出來(lái)
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全氮
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半微量開(kāi)氏法
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堿解氮
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土壤水解性氮或稱(chēng)堿解氮包括無(wú)機(jī)態(tài)氮(銨態(tài)氮、硝態(tài)氮)及易水解的有機(jī)態(tài)氮(氨基酸、酰銨和易水解蛋白質(zhì))。用堿液處理土壤時(shí)，易水解的有機(jī)氮及銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨，硝態(tài)氮?jiǎng)t先經(jīng)硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為銨。以硼酸吸收氨，再用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，計(jì)算水解性氮含量
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有效磷
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用0.50mol/L碳酸氫鈉溶液浸提土壤有效磷。碳酸氫鈉可以抑制溶液中Ca2+的活度，使某些活性較大的磷酸鈣鹽被浸提出來(lái)；同時(shí)也可使活性磷酸鐵、鋁鹽水解而被浸出。浸出液中的磷不致次生沉淀；可用鉬銻抗比色法定量。測(cè)定值與作物對(duì)磷肥反應(yīng)的相關(guān)性高
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有效鉀
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土 壤中的有機(jī)物先用硝酸和高氯酸加熱氧化，然后用氫氟酸分解硅酸鹽等礦物，硅與氟形成四氟化硅逸去。繼續(xù)加熱至剩余的酸被趕盡，使礦質(zhì)元素變成金屬氧化物或 鹽類(lèi)。用鹽酸溶液溶解殘?jiān)光涋D(zhuǎn)變?yōu)殁涬x子。經(jīng)適當(dāng)稀釋后用火焰光度法或原子吸收分光光度法測(cè)定溶液中的鉀離子濃度，再換算為土壤全鉀含量
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為深入全面開(kāi)發(fā)近紅外分析技術(shù)在土肥營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)中的應(yīng)用，中國(guó)近紅外光譜分析儀聚光科技（杭州）股份有限公司聯(lián)合某農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心以及某農(nóng) 業(yè)大學(xué)土壤學(xué)院的師生團(tuán)隊(duì)，共同開(kāi)展近紅外分析儀在土肥營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)行業(yè)的應(yīng)用，旨在利用近紅外光譜技術(shù)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、*磷和*鉀的測(cè) 定進(jìn)行可行性研究。
在經(jīng)過(guò)半年時(shí)間的大量實(shí)驗(yàn)研究，我們發(fā)現(xiàn)：不同的地域土壤中，所含的營(yíng)養(yǎng)成分也不盡相同。其中土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量在銀川地區(qū)達(dá)到1000 ppm以上，建模效果理想，RC均達(dá)到0.9以上，預(yù)測(cè)效果準(zhǔn)確。而堿解氮、*磷和*鉀由于在這兩個(gè)地方皆低于1000 ppm，后續(xù)還會(huì)在其他地方收集樣品繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究。因此對(duì)于土壤中含量能夠達(dá)到近紅外檢出限的指標(biāo)，用聚光科技自主研發(fā)生產(chǎn)的SupNIR-2700型近紅外光譜儀*可以滿(mǎn)足土肥無(wú)損、快速檢測(cè)的目的。
聚光近紅外光譜儀檢測(cè)指標(biāo)為有機(jī)質(zhì)和全氮,
對(duì)應(yīng)的化驗(yàn)國(guó)標(biāo)為:
GB9834－88中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法
GB7173－87中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤全氮測(cè)定法（半微量開(kāi)氏法）
目前近紅外進(jìn)行土肥快速檢測(cè)主要應(yīng)用在土肥工作站、區(qū)縣級(jí)土肥推廣部門(mén)和一些檢測(cè)中心，利用近紅外快速檢測(cè)土肥營(yíng)養(yǎng)成分可以降低檢測(cè)設(shè)備的費(fèi)用和對(duì)檢測(cè)人員的要求,提高檢測(cè)效率，避免使用有毒有害物質(zhì)。
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