便携式土壤养分速测技术研究与应用

                    作者：杜森  江荣风  黄青青 李花粉

　摘要掌握土壤养分供应能力是进行科学施肥的基础。近年来,随着测土配方施肥推广面积不断扩大,便携式土壤养分速测技术也得到了快速发展。通过分析便携式土壤养分速测技术的概念和特点,总结了国内外的研究和应用状况,指出便携式土壤养分快速诊断技术的开发应当充分考虑我国农业发展状况,适应我国国情、适应农村基层环境条件。
　　关键词便携式土壤养分速测;概念;特点;研究与应用;展望

　　AbstractMastering the supply ability of soil nutrient is the basis of scientific fertilization. Recently,with the increasing of extension acreage in soil determination and prescription fertilization,portable apparatus for quick test of soil nutrient is developing rapidly. The concept and characteristics of portable apparatus for quick test of soil nutrient were analyzed,and their research and application at home and abroad was also summarized. It’s pointed out that the agricultural situation in our country should be considered in the development of quick test technology,which should be suitable for the rural environmental conditions.
　　Key words portable apparatus for quick test of soil nutrient;concept;characteristics;research and application;prospect
　　
　　土壤测试是了解土壤养分状况,进行科学施肥的基础。长期以来,土壤养分测试主要采用实验室常规分析方法,需要将采集的土壤样品在实验室中进行处理,然后分析测定。这种方法适用于开展大规模养分调查和推荐施肥工作的大批量样品分析。在缺乏实验室条件的基层乡村,少量土壤样品的养分诊断可采用便携式的速测技术来完成。建立以常规分析为基础,适于农村环境和人员条件,能保证测土施肥基本精度要求,以便携式、低成本速测为主要特点的土壤养分速测技术,是高效施肥技术体系的重要内容之一。
　　1土壤养分速测技术的概念及特点
　　1.1土壤养分速测的概念
　　土壤养分速测,是指快速、方便的测试技术和方法,是相对于常规分析而言的。单就测试速度而言,在常规分析基础上的自动化分析技术测试速度最快,其样品处理和实验室分析所需测试周期最短,是一种广义上的速测,代表测试技术发展的方向,在技术水平高、样品收集、运输和信息反馈系统发达的西方已经得到普遍应用。本文讨论的是近年来出现的小型化、便携式的土壤速测设备和方法,适于在野外、田间进行测试和流动服务,使用简单方便,也就是通常所称的便携式土壤养分速测技术。
　　1.2便携式土壤养分速测的特点及发展
　　便携式土壤养分速测要求在基层乡村甚至野外露天、田间地头进行,环境条件相对较差,因此在以下方面有较高的要求:野外田间测定,仪器设备、试剂药品集成度高,便于携带;鲜样测定,样品不需要风干、研磨的处理过程;测试速度快,成本低;操作简单,容易掌握;测试精度满足营养诊断、推荐施肥的基本要求[1-2]。
　　早在20世纪70年代末,便携式土壤速测就已经开始在我国应用,通常用化学试剂对土壤浸提液进行显色(或产生混浊),采用比色卡肉眼比色的方法,确定样品含量的高、中、低,基本上属于半定量的诊断和判别。此后,随着技术的不断发展,出现了光电比色仪、分光光度仪等比色分析的仪器,逐步替代了人工肉眼比色。测试分析逐步走向定量化和精确化。目前,便携式土壤养分速测仪器基本上都是采用光电比色的原理,对常规方法进行适当简化,应用部分成品试剂药品,以达到提高测试速度的目的。
　　2便携式土壤速测技术研究和应用概况
　　自从人们认识到土壤是作物的营养库并可采用土壤测试的方法了解土壤对作物养分供应的有效性之后,土壤测试新方法的研究一直没有停止过[3-5]。但是,新方法的提出必须经过大量的相关研究和田间校验,并建立土壤养分丰缺指标体系和施肥指标体系,这个过程需要做相当多的研究工作,也需要大量的经费投入。因此,主要的土壤测试方法是美国、前苏联、英国、德国等国家研究建立起来的,并已形成了比较完善的土壤测试推荐施肥体系。其他国家都是应用这些方法进行适应性的条件研究和校验研究,建立适合本国的指标体系。
　　2.1国外便携式土壤速测技术研究和应用
　　国外土壤速测技术已有较多研究,主要集中在大量元素养分测定和作物氮素营养诊断方面[6]。速测仪器设备一般都是由公司开发,并与农业研究应用机构合作开展相关研究工作,建立和完善配套的方法[7-9]。如美国HACH公司生产的NPK-kit、德国Merck公司生产的RQflex、英国HORIBA公司生产的CARDY(硝酸根、钾离子)养分离子计和日本Minolta公司生产的SPAD-502等。这些仪器已被广泛应用于土壤养分速测或作物营养状况诊断,有其配套的定量方法。
　　美国已建立了比较完善的土壤测试与推荐施肥体系,每个州都有规范的实验室,开展测土配方施肥工作。因此,应用便携式速测方法进行土壤养分测定和指导施肥不是很多。其中,美国HACH公司生产研发的一套用于土壤氮磷钾养分速测的速测箱(NPK-Kit),在美国家庭农场应用较普遍。它采用常规的浸提方法,研制了用于硝态氮和有效磷定量的硝酸盐试粉和圆盘连续色阶,通过常规方法浸提—试剂显色—圆盘连续色阶目测比色—读数等操作步骤,完成土壤硝态氮和有效磷含量的测定,而钾的定量则是采用简化的比浊法。该方法的特点是完全采用常规的浸提方法,土壤浸出液中养分的定量精度虽然低于化验室分析,但比早期的简单目测比色法精度高,可满足一般田间土壤养分测定的要求。美国的家庭农场住房条件比较好,可在家中辟出空间进行操作,测定自家农场的土壤(一般10个样品左右)。因此,在美国,农场主可送样到州化验室分析化验,还可在自己的家中完成土壤氮磷钾、pH值和盐分的测定。