據(jù)美國科學(xué)家分析,在未來一段時(shí)間后,土壤肥力評估將以遙感為主,輔以少量參比土樣分析。
在該階段實(shí)現(xiàn)以前(約5 ~ 10年),由于精細(xì)管理(Sitespecific management,SSM)和變量施肥(Variable ratefertilizer application,VRA)的要求,將有更加大量的土壤和植物樣品需要分析。本文作者認(rèn)為,這一情況同樣適用于我國。
近 20 年來,我國經(jīng)濟(jì)取得了快速穩(wěn)定的發(fā)展,導(dǎo)致種植業(yè)和環(huán)境科學(xué)需要更多的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù),以滿足肥料施用和環(huán)境保護(hù)的需要。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高,在今后一段時(shí)間,這種需求將繼續(xù)增加。在土壤養(yǎng)分樣品數(shù)量增加的同時(shí),社會(huì)對分析速度的要求也在提高。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和“科教興國”戰(zhàn)略的實(shí)施,使得土壤養(yǎng)分分析的自動(dòng)化水平的提高成為可能。本文從聯(lián)合提取劑、儀器分析和土壤采樣和分析的自動(dòng)化幾個(gè)方面對近年來土壤養(yǎng)分分析的發(fā)展作了回顧。
1 多元素聯(lián)合提取劑
通常所說的聯(lián)合提取劑是指能夠提取一個(gè)以上可評價(jià)土壤肥力或有毒元素毒性水平的元素的試劑。
養(yǎng)分的快速測定是土壤養(yǎng)分分析發(fā)展的要求和方向之一。聯(lián)合提取劑可節(jié)省提取液制備所需的時(shí)間,尤其在土壤養(yǎng)分速測儀(如 ICP)和流動(dòng)分析中更是如此。但目前所用的聯(lián)合提取劑對 N 的提取能力都較差。所有聯(lián)合提取劑都可用于流動(dòng)注射分析或 ICP 測定。使用 Mehlich-3 和碳酸氫銨-DTPA(AB-DTPA)兩種提取劑可測定任何類型土壤的養(yǎng)分。聯(lián)合提取劑在國外應(yīng)用較多,而國內(nèi)應(yīng)用和研究都較少。
1.1 碳酸氫鈉提取劑
即 0.5 mol/L NaHCO3水溶液,可同時(shí)提取土壤N(主要為 NO3--N,還有 NH4+-N 和部分有機(jī) N)、P 和 K。該提取劑對 NH4+-N 的提取不*,但通氣良好的中性土壤無機(jī) N 以 NO3--N 為主,因此仍有一定的適用性。碳酸氫鈉對 K 的提取數(shù)量隨液土比增大而增大。液土比較低時(shí),碳酸氫鈉提取的 K 少于中性醋酸銨,這主要是由于 Na 離子的水合半徑大于銨離子,交換 K 的能力較小,因此對 2:1 型礦物的層間 K 提取較少。當(dāng)液土比增大到 50 以上時(shí),部分土壤由于 Na 離子對土壤礦物晶格的破壞,非交換性 K 釋放,碳酸氫鈉提取的 K 可能會(huì)多于中性醋酸銨法。
提取液中全 N 可用凱氏法或紫外吸光法測定,NO3--N 可用鉻還原比色法、P 用鉬藍(lán)比色法測定,K 可用火焰光度法測定。以上測定方法都可用于流動(dòng)注射分析。
用紫外吸光法測定的碳酸氫鈉提取液中全 N 結(jié)果與玉米的吸 N 量有很好的相關(guān)性。游植粦用 6個(gè)土樣進(jìn)行的盆栽試驗(yàn)表明,當(dāng)用碳酸氫鈉的液土比為 20:1 時(shí),提取的 K 與中性醋酸銨、Mehlich-3、AB-DTPA 提取結(jié)果有很高的相關(guān)性,提取數(shù)量多于中性醋酸銨法而與 AB-DTPA,與 Mehlich-3 相近。
1.2 碳酸氫銨-DTPA (AB-DTPA)
組成為 1 mol/L NH4HCO3-0.005 mol/L DTPA 的水溶液,pH=7.6。適用于 pH(H2O)>7.5、但又不含過量 Na 和 Ca 的土壤,可提取 P、NO3--N 和 K 等。
用美國俄克拉荷馬的土壤試驗(yàn)表明,AB-DTPA 提取的 P 與 Bray-1、K 與中性醋酸銨法都有很好的相關(guān)性。西班牙的試驗(yàn)表明,AB-DTPA 提取的 K 數(shù)量略多于中性醋酸銨法,但二者的結(jié)果有很好的相關(guān)性。用廣東的水稻土研究表明,AB-DTPA提取的 K 略少于中性醋酸銨法,其提取結(jié)果與水稻吸 K 量的相關(guān)性好于 Mehlich-3、碳酸氫鈉法、中性醋酸銨法。甄清香等研究表明,AB-DTPA 對 P 的測定結(jié)果與 Olsen-P、Mehlich-3 測定結(jié)果和春小麥吸 P 量有較好的相關(guān)性。
1.3 Mehlich-3 提取劑
Mehlich-3 可能是目前應(yīng)用zui廣泛的多元素聯(lián)合提取劑。其組成為 0.2 mol/L HOAc-0.25mol/LNH4NO3-0.015 mol/L NH4F-0.013 mol/LHNO3-0.001 mol/L EDTA 的水溶液。適合酸性和石灰性土壤,可用于* P、K 和微量元素的提取。
游離碳酸鹽對 Mehlich-3 的影響小于對 Bray-1 和Mehlich-1 的影響。
Mehlich-3 提取的 P 比 Mehlich-2、Bray-1法和 Mehlich-1多,在美國北達(dá)科他州的中性到弱堿性土壤上的提取數(shù)量多于 Olsen 法,與這些提取劑的提取結(jié)果都有很高的相關(guān)性。對于很多土壤,Mehlich-3 提取的 P 與作物產(chǎn)量有很好的相關(guān)性。
Mehlich-3 提取的 K 比 Mehlich-2 多,與中性醋酸銨法相比,兩者提取數(shù)量的大小關(guān)系在不同土壤中不同,在中性到弱堿性土壤上提取的 K 少于中性醋酸銨法,在酸性到中性土壤上的效果與中性醋酸銨法相近,但其提取數(shù)量與 Mehlich-2和中性醋酸銨法都有很高的相關(guān)性。在弱酸性到中性土壤上的提取效果與 Mehlich-1 相近或比后者略多。
同一土樣用 Mehlich-3 提取,在不同實(shí)驗(yàn)室用不同方法測定其P和K含量,所得結(jié)果基本相同。
90 年代初在美國和加拿大進(jìn)行的調(diào)查表明,Mehlich-3 的使用并不廣泛,但近年來,Mehlich-3在美國正在代替廣泛應(yīng)用的 Mehlich-1。
1.4 氯化鈣提取劑
即濃度為 0.01 mol/L CaCl2水溶液??蓽y定多種土壤成分(總?cè)芙庥袡C(jī) C、總?cè)芙?N、硝酸根、銨、正磷酸鹽、總?cè)芙?P、K、Na、S、重金屬等)的含量。0.01 mol/L CaCl2提取劑對土壤質(zhì)地、pH、鹽基飽和度、有機(jī)質(zhì)等影響?zhàn)B分提取的土壤性質(zhì)有廣泛的適應(yīng)性,但對鹽基飽和度較低、質(zhì)地較粘、pH 較低的土壤的提取效果更好。提取液中 NO3--N、NH4+-N、P 均可用流動(dòng)注射分析法測定,K 可用質(zhì)譜法或火焰光度法測定。土液比影響 CaCl2的提取效果。土液比減小,提取的 P 和 K 的數(shù)量增大,但不同土液比的提取數(shù)量間有較好的相關(guān)性。溫度升高,NH4+-N 和全 N 的提取數(shù)量增大,NO3--N的數(shù)量受土液比和溫度變化影響較小。
CaCl2提取劑提取的 P 數(shù)量小于 Olsen 法,甚至小于水的提取量,但提取結(jié)果與植物吸 P 量顯著相關(guān),其相關(guān)系數(shù)小于 Olsen 法。也有試驗(yàn)證實(shí),CaCl2提取的 P 與 Olsen-P 之間存在曲線關(guān)系。在數(shù)量上,CaCl2提取的 P 在砂質(zhì)土上與水相同,但粘質(zhì)土上卻比水少 5 倍,原因是提取劑中的 Ca 離子促進(jìn)了膠體的凝聚。有些情況下,由于提取液中 P1的 P 在 P 肥用量較少的土壤上不能作為推薦施肥的依據(jù),而適用于 P 肥用量較大的集約農(nóng)業(yè)。
CaCl2提取的 K 只是交換性 K 的一部分,數(shù)量小于中性醋酸銨法。土壤質(zhì)地越粘,提取的交換性K 越少。土壤有機(jī)質(zhì)含量越高,CaCl2提取 K 的數(shù)量也越少。
總地來說,0.01 mol/L CaCl2提取劑是一種提取能力較弱的提取劑,適用于養(yǎng)分含量較高的土壤,土壤提取液適合于檢出限較低的儀器分析,而不適合手動(dòng)分析。
1.5 Kelowna 提取劑
由 Bray-1 法改進(jìn)而來,是 0.25 mol/L HOAc-0.015 mol/L NH4F 的水溶液。為了增加對 K 的提取,van Lierop加入 EDTA 或 DTPA,Qian 等在改進(jìn)方案中加入了醋酸銨??赏瑫r(shí)提取土壤中的 P、K和 NO3--N。適用于酸性和石灰性土壤,優(yōu)點(diǎn)是操作方便(提取時(shí)不用加入活性炭,用鉬藍(lán)法測 P 時(shí)不會(huì)出現(xiàn)氣泡)。
1.6 鍶-檸檬酸提取劑
組成為 0.02 mol/L SrCl2-0.05 mol/L 檸檬酸的水溶液。該提取劑的組成是基于檸檬酸根可強(qiáng)烈絡(luò)合陽離子并能有效交換被土壤固相吸附的陰離子;Sr的原子半徑與 Ca 相似,因此不需要用抑制離子來消除 ICP 和原子吸收分析中 Al、Ca 的干擾,節(jié)約了時(shí)間??捎糜谔崛?NH4+-N、NO3--N、P、K、Ca、Mg 等,對土壤性質(zhì)適應(yīng)性廣。與 Mehlich-3 相比,提取的離子多了 NO3--N 和 NH4+-N。
該提取劑提取的 NH4+-N 和 NO3--N 與 2 mol/LKCl 結(jié)果相關(guān),與 Mehlich-3、中性醋酸銨相比,不同試驗(yàn)得出的結(jié)果不同,對于陽離子代換量<15cmol/kg 的土壤,鍶-檸檬酸提取劑與作物吸 K 量的相關(guān)性好于其他兩種方法。鍶-檸檬酸提取劑提取植物* P 的效果好于傳統(tǒng)方法,提取量大于水、Olsen 法、Bray-1、Mehlich-3、但小于 Bray-2 和 0.1mol/L HCl;不論是酸性還是中性、堿性土壤,鍶-檸檬酸提取的 P 均與 Olsen 法、Mehlich-3 有很好的相關(guān)性;與作物吸P量的相關(guān)性為鍶-檸檬酸、Olsen、Mehlich-3 這 3 種方法的相關(guān)性,與作物產(chǎn)量的相關(guān)性以鍶-檸檬酸為。
1.7 水
隨著儀器分析的發(fā)展,水作為一種聯(lián)合提取劑又重新受到重視。用水作提取劑有利于降低試劑消耗和測定費(fèi)用。水作為提取劑具有提取量小于電解質(zhì)溶液的缺點(diǎn),但現(xiàn)代儀器分析的發(fā)展,測定較低濃度的養(yǎng)分已經(jīng)成為可能。提取液中電解質(zhì)濃度低對于某些儀器來說已成為優(yōu)點(diǎn),如 Mehlich-3在運(yùn)用于某些品牌的原子吸收分光光度計(jì)和 ICP 光譜法時(shí)發(fā)生的鹽沉積,而含有高鹽濃度的待測液可導(dǎo)致毛細(xì)管電泳分析中很多離子不能出峰。
2 儀器分析在土壤養(yǎng)分分析中的應(yīng)用
2.1 離子色譜法
優(yōu)點(diǎn)是檢出濃度低、需樣量小、快速、對不同離子的測定可同時(shí)完成,主要用于土壤提取液中NO3--N、NO2--N 和 P 等無機(jī)離子的測定,大多數(shù)研究者用水作為提取劑,也有用 CaCl2作提取劑的,多用電導(dǎo)法檢測。
色譜法與比色法或蒸餾滴定法測定的 NO3--N結(jié)果基本相近。
色譜法可分離和測定土壤提取液中正磷酸鹽態(tài)P,并且測定的 P 不包括有機(jī) P,因此結(jié)果小于原子發(fā)射光譜法和比色法,但與比色法的結(jié)果有很高的相關(guān)性,也有少數(shù)研究者的結(jié)果表明二者結(jié)果相近。
2.2 毛細(xì)管電泳法
可用于水溶液中 NO3--N、NO2--N、PO43-、K、NH4+等離子的測定。已有大量研究者探討了對土壤水提取液中無機(jī)離子的測定。zui常見的方法是陰陽離子分別測定。zui近,Padarauskas 等又提出了同時(shí)測定陰陽離子的方法,即在電遷移進(jìn)樣時(shí)毛細(xì)管兩端都插入樣品瓶中,在電壓作用下,陰陽離子分別從毛細(xì)管的兩端進(jìn)入,在分離電壓的作用下,陰陽離子可到達(dá)基本處于毛細(xì)管中間位置的檢測窗口,實(shí)現(xiàn)陰陽離子的同時(shí)測定。與其他方法相比,毛細(xì)管電泳的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在快速簡便,廢液極少;儀器測定費(fèi)用低;可一次性測定溶液中多種不同離子。
2.3 等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)
等離子體發(fā)射光譜法由于設(shè)備昂貴而在土壤養(yǎng)分分析方面應(yīng)用較少。
測定的 P 是提取液中各種形態(tài)的 P(無機(jī) P、有機(jī) P、聚磷酸鹽)的總和,因此其結(jié)果大于色譜法和比色法,也有少數(shù)試驗(yàn)中原子發(fā)射光譜法的結(jié)果與比色法和色譜法相近,其中有些原因可能是土壤有機(jī)質(zhì)含量低,有機(jī) P 含量較少。對 0.01mol/L CaCl2提取液測定濃度范圍為 0.06 ~ 10mg/L。
Zbiral用等離子體原子發(fā)射光譜法測定Mehlich-3 提取液中的 K,結(jié)果比火焰光度法低 2 %~ 8 %。等離子體原子發(fā)射光譜法對 0.01 mol/L CaCl2土壤提取液中 K 的測定濃度范圍為 0.06 ~ 20 mg/L。
Na 的干擾可通過加入 Cs 來消除。
2.4 電極法
離子選擇性電極法測定 NO3--N 的缺點(diǎn)是干擾因素多,測定一定數(shù)量的樣品后,電極需要校正。
在較低濃度時(shí)讀數(shù)不穩(wěn)定,這一缺點(diǎn)可通過標(biāo)準(zhǔn)加入法克服,可使檢出濃度達(dá)到 0.5 mg/kg。提取液中 Cl 的干擾可通過加入硝酸銀降低。NO3--N 也可還原為銨后用氨氣敏電極測定。
鍍膜銅絲電極(Coated wire electrode,CWE):
將季銨氯化物(Aliquate 336s)與 NO3--N 交換,之后與雙酚 A 混合,鍍在銅絲表面制成??捎糜谕寥浪崛∫褐?NO3--N 的測定。優(yōu)點(diǎn)是制作容易,費(fèi)用低。
Chen 等描述了一種用鈷絲電極流動(dòng)注射分析土壤提取液中 P 的方法,溶液中的 P 在電極表面反應(yīng)產(chǎn)生 Co3(PO4)2沉淀,電極響應(yīng)與載液鄰苯二甲氫鉀溶液濃度、載液 pH、流速和注射體積有關(guān),檢出限為 1μmol/L,測定濃度范圍為 1.0 × 10-6~ 5.0 ×10-3mol/L。
玻璃 K 電極對 K 的選擇性較差,Na+、H+、NH4+均可對測定形成干擾,纈氨霉素 PVC 膜電極大大提高了 K 電極的選擇性。但是,用 K 電極測定時(shí)提取液仍需要稀釋并調(diào)節(jié) pH 值,以降低 NH4+的干擾。
也可用 0.5 mol/L BaCl2與土壤制成懸液,用電極測定其中 K 的濃度來避免 NH4+的干擾。
離子選擇性場效應(yīng)電極(ISFET):類似于離子選擇性電極,與后者的區(qū)別主要在于沒有內(nèi)液,其理論化學(xué)響應(yīng)和離子選擇性電極相同,但它比后者體積小、反應(yīng)快和需樣量少。離子場效應(yīng)電極的測定理論尚不*清楚,制作工藝也在探索。ISFET的缺點(diǎn)是長期漂移(long-term drift)和磁滯現(xiàn)象大,與流動(dòng)注射分析方法結(jié)合應(yīng)用可克服其缺點(diǎn),并可達(dá)到實(shí)時(shí)測定的目的;而 ISFET 的優(yōu)點(diǎn)可使流動(dòng)注射分析儀的體積大大減小。這種二者結(jié)合的儀器被稱為 ISFET/FIA (Ion-selective field effect transistor/Flow injection analysis),需樣量可以少到幾個(gè)微升,對土壤提取液中 NO3--N 的測定可在 1.25 s 內(nèi)完成。已有離子選擇性場效應(yīng)電極方法用于 Ca、Na、K、NO3--N 和 NH4+測定的報(bào)道。
2.5 流動(dòng)分析
流動(dòng)分析在土壤養(yǎng)分分析中的應(yīng)用是土壤分析從人工走向自動(dòng)化的重要一步,它把人從繁瑣的分析工作中解放出來,另一優(yōu)點(diǎn)是由于分析條件的控制使得每個(gè)樣品的分析都在基本相同的條件下進(jìn)行,因此測定的度大大提高。后一優(yōu)點(diǎn)為檢測低濃度樣品提供了可能。
孕育在流動(dòng)分析中的另一重要思想是“不*”
思想,即用于待測物質(zhì)定量的反應(yīng)沒有進(jìn)行*即可測定。由于有了這一分析基礎(chǔ),使得不*提取得到的樣品也可被準(zhǔn)確分析,這樣便使得土壤養(yǎng)分的提取和測定過程所需時(shí)間大大減少。
因此,流動(dòng)分析可以看作是在自動(dòng)控制下的不需人為干預(yù)的土壤提取液分析過程。從這一點(diǎn)上說,包含自動(dòng)進(jìn)樣裝置的分析儀器都可看作是流動(dòng)分析儀器的一種。而傳統(tǒng)的分隔流分析只是流動(dòng)分析發(fā)展過程中的一個(gè)階段而已。
目前,N、P 和 K 均可進(jìn)行流動(dòng)分析。
3 土壤養(yǎng)分分析的自動(dòng)化
土壤養(yǎng)分分析自動(dòng)化的zui終目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是樣品從稱量到分析數(shù)據(jù)給出的整個(gè)過程都不需要人為干預(yù)的土壤養(yǎng)分分析過程。已被廣泛應(yīng)用的流動(dòng)分析為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),只需要在流動(dòng)分析之前嫁接自動(dòng)稱樣和土壤提取設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)這一過程。
完整的土壤養(yǎng)分自動(dòng)分析設(shè)備應(yīng)該自動(dòng)實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)部分的操作:
?。?) 土樣混勻;(2) 土壤含水量測定;(3) 稱樣;(4) 提取液制備:包括加入提取劑、提取、過濾;(5) 測定:可將提取液輸送到不同的測定儀器(如 N、P、K 及微量元素的測定儀器)或同一儀器(如 ICP-AES、毛細(xì)管電泳儀或離子色譜),這一步驟尚應(yīng)包括超標(biāo)樣品的自動(dòng)稀釋和再次測定;(6) 利用以上各步驟的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果及輸出;(7) 前述各步所用設(shè)備的清洗、烘干。
以上步驟重復(fù)進(jìn)行即可對大量樣品進(jìn)行連續(xù)分析。此外,還應(yīng)有整合及控制整個(gè)系統(tǒng)的軟件及硬件設(shè)備。以下是新近出現(xiàn)的這方面的研究結(jié)果。
Arce 等在毛細(xì)管電泳儀前接一土壤自動(dòng)提取和加樣裝置,這一裝置主要由以下幾部分組成:
加入提取劑裝置、電磁攪拌裝置、插入提取液-土壤混合物吸取濾液的探頭(該探頭含有濾膜)、輸液臂及清洗裝置。輸液臂末端有一根長針和一根短針,長針用于向毛細(xì)管電泳儀樣品盤上的樣品瓶中加入提取液,短針用于吸出多余液體。土樣的稱量仍由人工完成。整個(gè)裝置通過電腦控制。相鄰樣品提取中間儀器可自動(dòng)對裝置進(jìn)行洗滌。分析一個(gè)樣品需要 10 min。
Skotnikov詳細(xì)描述了一種土樣處理設(shè)備的工作過程,并將其命名為土樣自動(dòng)準(zhǔn)備和處理單元(Automated unit for soil sample preparation andprocessing,AUSSPP)。該設(shè)備的主要工作過程如下:
標(biāo)準(zhǔn)包裝土樣袋的打開(袋外有可用于機(jī)器自動(dòng)識別的條形碼,用于確定土樣的各種信息)、土壤與水混勻成泥漿、泥漿中土壤含量的測定、稱樣、樣品與提取液混勻、過濾、容器洗滌和干燥。裝置主要通過一個(gè)固定盤和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤工作。轉(zhuǎn)動(dòng)盤周圍有一圈小瓶,而固定盤可完成取樣、混合、過濾、洗滌和干燥功能。該設(shè)備每小時(shí)可處理 60 個(gè)土樣。
Mantylahti所介紹的土壤自動(dòng)分析系統(tǒng)是一個(gè)土壤自動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)室。土樣處理過程包括:低溫(38 )下烘干(一般每個(gè)樣品需要 20 h)、樣品磨細(xì)、pH 和電導(dǎo)測定、提取、過濾、濾液分析。該系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。
McGrath 和 Skotnikov曾簡單描述了一種由拖拉機(jī)牽引的土壤自動(dòng)采樣機(jī),主要工作過程包括:
采樣、樣品包裝、樣品收集、地面劃痕(用于施肥機(jī)械確定行走軌跡)。
總的來說,土壤養(yǎng)分自動(dòng)提取設(shè)備的物理實(shí)現(xiàn)并不困難。但是反映在土壤自動(dòng)處理和提取中的一個(gè)問題是土壤混勻和含水量測定過程。傳統(tǒng)土樣處理方法由于采用了室溫下風(fēng)干之后磨細(xì)的過程,有利于土壤充分混勻,另外室溫下風(fēng)干養(yǎng)分損失較小,因此測定結(jié)果較能真實(shí)反映土壤的養(yǎng)分狀況。與室溫下風(fēng)干相比,Mantylahti所采用的 38 下烘干全部土樣使干燥時(shí)間縮短,土樣烘干后也有利于充分混勻。但在這一溫度下烘干仍可能導(dǎo)致部分養(yǎng)分的損失,并且 20 h 的烘干時(shí)間仍然較長。加入水分使土壤形成泥漿有利于土壤混合均勻,但是測定含水量所用的時(shí)間又將增加,與自然濕土相比,土壤形成泥漿后也不易*烘干。此外,根據(jù)傳統(tǒng)做法來看,土壤水分測定應(yīng)當(dāng)在 105 烘干 6 h 以上,含水量較大的土壤烘干時(shí)間將會(huì)更長,這一過程將會(huì)大大延遲土壤養(yǎng)分測定數(shù)據(jù)的獲得。
目前看來這一問題的解決只能靠在養(yǎng)分測定的準(zhǔn)確性和高速度兩者之間折衷解決。本文作者認(rèn)為,解決途徑是適當(dāng)降低養(yǎng)分測定的準(zhǔn)確性,尤其是土壤含水量的準(zhǔn)確性,以提高含水量測定的速度。為了保證土樣混勻,宜采用在土樣中加入水使土樣形成泥漿后混勻,再取樣測定。此外,泥漿的含水量通過取少量樣品快速烘干的方法測定,同時(shí)采用其他技術(shù)上的輔助措施增加測定的速度和準(zhǔn)確性。通過各種措施,使土壤含水量的測定能在 5 ~ 10 min內(nèi)完成,測定結(jié)果能夠處于傳統(tǒng)烘干法的(100 ± 10)%以內(nèi),用這一含水量獲得或求得的土壤養(yǎng)分測定結(jié)果仍然是可以接受的。
此外,應(yīng)當(dāng)建立快速測定土壤含水量的方法并對其進(jìn)行深入研究,以期建立一套新的基于這種含水量測定方法的土壤養(yǎng)分測定體系,并探討這種土壤含水量測定方法與傳統(tǒng)烘干法的相關(guān)關(guān)系,以及在土壤含水量、養(yǎng)分快速測定體系下土壤養(yǎng)分測定值、植物養(yǎng)分吸收量之間的關(guān)系,以指導(dǎo)肥料施用。
相對于傳統(tǒng)的土壤含水量的測定方法,一種新的土壤含水量和養(yǎng)分測定方法尚有許多問題有待解決。
4 結(jié) 語
比較各種不同土壤養(yǎng)分分析儀器,以流動(dòng)分析zui為成熟、成本適中、并且測定速度也較快。在自動(dòng)土壤提取液制備設(shè)備之后連接測定不同元素的流動(dòng)分析儀器,如測定 N、P 的流動(dòng)分析儀、測定 K的火焰光度計(jì)及測定微量元素的原子吸收分光光度計(jì),應(yīng)當(dāng)是未來一段時(shí)間內(nèi)土壤養(yǎng)分分析自動(dòng)化應(yīng)用的選擇。研究、開發(fā)土壤養(yǎng)分自動(dòng)提取設(shè)備并將其與以上流動(dòng)分析設(shè)備整合為一套有機(jī)的土壤養(yǎng)分自動(dòng)化分析系統(tǒng),并且探討自動(dòng)分析數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)方法及土壤養(yǎng)分狀況、植物養(yǎng)分吸收之間的關(guān)系,是土壤養(yǎng)分分析自動(dòng)化的研究方向。
土壤養(yǎng)分分析的現(xiàn)代化在我國仍有較多問題尚待解決。以聯(lián)合提取劑為例,在國內(nèi)的應(yīng)用研究結(jié)果仍較少。近年來,對土壤養(yǎng)分分析方法的探討論文也有減少之勢。土壤養(yǎng)分分析是土壤科學(xué)研究的基本分析方法和手段的重要組成部分,沒有土壤養(yǎng)分分析的現(xiàn)代化,就沒有土壤科學(xué)的現(xiàn)代化。
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