CN112964755A - 一种适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，包括如下步骤：S1、根据盐碱地所处地理气候带，选取代表性的盐类物质，建立不同温度环境下溶液电导率与土壤溶液含盐量之间的回归曲线；S2、取土壤样本破碎除去杂物后将样本溶解，采用电导率仪测量上清液的溶液电导率值；S3、根据测试温度环境，选取相应的拟合方程拟合S1中的回归曲线，获取对应的溶液含盐量数据，进而依据如下公式换算土壤含盐量数据：
其中SSC为土壤含盐量，TDS为溶液含盐量，V为加入水体积，m为土壤质量。本发明是一种适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，提供的是方法手段，并没有固定的电导率和含盐量转换方程，更加具有普适性。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法。
背景技术
我国土地资源总量丰富，但人均土地资源少，后备土地资源严重不足。随着经济建设发展对土地的需求，耕地红线日益吃紧。盐碱地是最早被人类关注的低产土地之一，在我国东北、西部、中部平原以及东部沿海地区广泛分布，总面积约有9900万公顷。盐碱地因其中含有较多的可溶性盐类物质，难以直接进行农业开发利用，改良需求迫切。在土壤各种化学参数中，土壤含盐量是对其生长和发育直接影响的重要因素，故而在整个盐碱地改良工程中，都是围绕如何降盐-排盐开展。土壤含盐量又受区域自然条件、土壤水盐运移影响强烈，在实际改良过程中，改良现场需要频繁、大量的开展土壤含盐量检测才能有效的指导盐碱地改良工作，这就对现有土壤含盐量的检测方法速度和效率提出考验。
目前检测机构使用最多的土壤含盐量测定方法主要为重量法(烘干残渣法)，详见NY/T1121.16-2006。其适用范围广、测定精度高，但缺点是操作过程繁琐，工作量大，检测周期较长，从送样到出结果至少需要4天时间。还有一些实验室常用的检测方法如浸提液测定法、排代法，其测试过程也较为繁琐，还需要一些特定的仪器如(抽滤机、离心机等)，也相对耗时耗力。为了满足现场快速检测土壤盐度的需求，一些即插式的电测仪器方法也逐渐出现，如盐分传感器、电极法和时域反射法(TDR)。盐分传感器和电极法都是将特定的探头插入土壤中，利用探头与土壤中的达到离子平衡或者电极平衡进行测定，但土壤中盐离子分布并不均一，所以此种方法只能粗略的反应接触探头部分的土壤含盐量水平；而相对准确的时域反射法，也受限于土壤含盐量的范围，仅对含盐量低于10‰土壤较为有效。所以这些即插式的电测仪器也无法满足初始盐碱地改良现场(平均土壤含盐量10‰～25‰)土壤含盐量快速准确测定的需求。
潍坊友容实业有限公司的袁永、王胜、李炳文公布的“一种通过确定盐渍土类型结合TDS 参数精确计算土壤含盐量的方法”，提出了一种通过确定土壤代表性盐分，然后建立的不同溶度混合盐溶液电导率与重量法含盐量之间的拟合关系。上海市政工程检测中心有限公司的赵星洁也提出了一种类似的方法(见“土壤中易溶盐含量的快速测定.城市道桥与防洪.2013年第12期”)，依据土样分类建立起分类EC1：5-与土壤易溶盐含量的线性关系曲线。上述两种方法，都为适合实验室通用检测方法，在一定程度上提高实验室的整体检测效率，但仍需较多仪器设备，如振荡器、离心机、抽滤仪等，不利于盐碱地改良现场施工现场开展。
天津市农业资源与环境研究所王艳、王正祥等公布的“一种野外直接快速测定土壤盐分含量的方法”，其建立了利用土壤饱和土浆溶液电导率与土壤含盐量之间的方程。此方法的缺点是，未充分考虑不同的品牌、电极类型的溶液电导率仪之间个体差异，虽然方法中有对两三种电导率仪的测定结果说明一致，但缺乏验证数据，在这种情况下，仅用一个公式套用所有品牌溶液电导率仪结果需要商榷。同时，饱和土浆配置方法也较为复杂，饱和程度仅能够凭肉眼判断，非专业实验员难以精确操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，有效指导盐碱地现场改良工作。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，包括如下步骤：
S1、根据盐碱地所处地理气候带，选取代表性的盐类物质，建立不同温度环境下溶液电导率与土壤溶液含盐量之间的回归曲线；
S2、取土壤样本破碎除去杂物后将样本溶解，采用电导率仪测量上清液的溶液电导率值；
S3、根据测试温度环境，选取相应的拟合方程拟合S1中的回归曲线，获取对应的溶液含盐量数据，进而依据如下公式换算土壤含盐量数据：
其中SSC为土壤含盐量，TDS为溶液含盐量，V为加入水体积，m为土壤质量。
进一步地，所述S1中利用水浴锅按0.5℃间隔分别建立不同温度下的回归方程。
进一步地，所述S1中代表性的盐类物质包括盐碱土中占据主导易溶盐，涉及离子包括 Cl-、Na+、Mg2+、K+、CO3 2-以及HCO3 -等。
进一步地，所述S2中具体步骤如下：
S21、取样置于通风处风干，于半干时破碎土样，去除石子和碎草；
S22、称取S21中50g样品置于烧杯中，量筒量取250mL纯净水，倒入已放入土样的烧杯中，混合用玻璃棒搅拌至土壤中盐分充分溶解；
S23、静置S22中溶液5-10min，用探头测量上清液的溶液电导率值。
进一步地，所述S22中于水浴锅中25℃条件下进行溶解。
进一步地，所述S2中测量电导率过程中采用的电导率仪与S1中测量代表性盐类物质溶液电导率过程中采用的电导率仪相同。
进一步地，于所述S2中测量上清液的溶液电导率值更换电导率仪电极头时，需重新建立回归曲线。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1)建立不同温度下的溶液电导率与含盐量之间的拟合曲线，结果更为精确；
2)方法简便易操作，节省检测时间，精度较高，能够有效指导盐碱地现场改良工作；
3)根据代表性盐类建立的曲线，较综合性盐类测试精度提高更多；
4)适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法提供的是方法，并没有固定的电导率和含盐量转换方程，更加具有普适性。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1为25℃下的溶液电导率与含盐量对应关系图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
一般来说，不同的自然地理、气候背景差异会造成盐渍土的类型的不同。在相同的地理气候带上，往往盐渍土中占据主导的易溶盐类型一致。如滨海地区的盐碱地土壤中易溶盐主要以Cl-为主，Cl-和Na+含量可占据易溶盐总量80％以上；东北松辽平原以苏打型盐渍土为主，主要为CO3 2-、HCO3 -。
根据盐碱地改良现场所处的不同地理气候带，选取代表性的盐类物质，建立溶液电导率与不同含盐量土壤溶液之间的回归曲线，以江苏滨海盐碱地为例，可采用分析纯的NaCl按照不同浓度溶解于纯净水中以建立不同含盐量的溶液。同时，考虑到现场测试温度的不稳定性，利用水浴锅按0.5℃间隔分别建立不同温度下的回归方程。下表1为易溶盐于不同浓度以及温度情况下的电导率表：
表1标准溶液电导率测试记录表
分别称取上表易溶盐浓度变化的分析纯氯化钠，配置250ml的标准工作溶液，分别建立了19℃-35℃下的溶液电导率与含盐量之间的拟合曲线。现场配备恒温水浴锅，在25℃下的溶液电导率与含盐量对应关系如下表所示。
由图1可见，R2＝0.9999，说明TDS与溶液含盐量呈现出良好的拟合关系，可以用二项式y＝0.0027x2+0.5409x-0.1175表示两者之间的关系。
样品测试及验证
为了验证本方法的有效性和普适性，分别选取了江苏如东、通州地区，不同含盐量的土壤样品进行测试。作为验证对照，同批次样品制备好之后，送实验室按照重量法测量土壤含盐量。
表2如东滨海盐碱地土壤实测对照
对上述两组数据进行单因素方差分析，结果如下
| 差异源 | SS | df | MS | F | P-value | Fcrit |
| 组间 | 0.00101668 | 1 | 0.00101668 | 9.2062E-05 | 0.992382682 | 7.170576802 |
| 组内 | 552.1715051 | 50 | 11.0434301 | |||
| 总计 | 552.1725218 | 51 |
由数据结果可以看出，F＝0.000092062，小于α＝0.01时对应的临界值Fcrit＝7.170576802。公式转换值、重量法测量值数据在α＝0.01的水平上没有极显著差异，即两组数据有99％的可能性是相同的。
表3通州滨海盐碱地土壤实测对照
对上述两组数据进行单因素方差分析，结果如下
| 差异源 | SS | df | MS | F | P-value | Fcrit |
| 组间 | 0.006095147 | 1 | 0.006095147 | 0.000693504 | 0.979115289 | 7.279561145 |
| 组内 | 369.1341573 | 42 | 8.788908507 | |||
| 总计 | 369.1402525 | 43 |
由数据结果可以看出，F＝0.000693504，小于α＝0.01时对应的临界值Fcrit＝7.279561145。公式转换值、重量法测量值数据在α＝0.01的水平上没有极显著差异，即两组数据有99％的可能性是相同的。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据盐碱地所处地理气候带，选取代表性的盐类物质，建立不同温度环境下溶液电导率与土壤溶液含盐量之间的回归曲线；
S2、取土壤样本破碎除去杂物后将样本溶解，采用电导率仪测量上清液的溶液电导率值；
S3、根据测试温度环境，选取相应的拟合方程拟合S1中的回归曲线，获取对应的溶液含盐量数据，进而依据如下公式换算土壤含盐量数据：
其中SSC为土壤含盐量，TDS为溶液含盐量，V为加入水体积，m为土壤质量。
2.根据权利要求1所述的适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，其特征在于，所述S1中利用水浴锅按0.5℃间隔分别建立不同温度下的回归方程。
3.根据权利要求1所述的适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，其特征在于，所述S1中代表性的盐类物质包括盐碱土中占据主导易溶盐，涉及离子包括Cl-、Na+、Mg2+、K+、CO3 2-以及HCO3 -。
4.根据权利要求1所述的适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，其特征在于，所述S2中具体步骤如下：
S21、取样置于通风处风干，于半干时破碎土样，去除石子和碎草；
S22、称取S21中50g样品置于烧杯中，量筒量取250mL纯净水，倒入已放入土样的烧杯中，混合用玻璃棒搅拌至土壤中盐分充分溶解；
S23、静置S22中溶液5-10min，用探头测量上清液的溶液电导率值。
5.根据权利要求4所述的适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，其特征在于，所述S22中于水浴锅中25℃条件下进行溶解。
6.根据权利要求1-2任一所述的适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，其特征在于，所述S2中测量电导率过程中采用的电导率仪与S1中测量代表性盐类物质溶液电导率过程中采用的电导率仪相同。
7.根据权利要求6所述的适用于盐碱地改良现场的土壤含盐量快速测定方法，其特征在于，于所述S2中测量上清液的溶液电导率值更换电导率仪电极头时，需重新建立回归曲线。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210615 |
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