19精准养分管理-精准农业中的土壤养分快速测定技术

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1、精准养分管理精准农业中的土壤养分快速测定技术杨俐苹，白由路（中国农业科学院土壤肥料研究所，北京　100081）　　在精准农业技术体系中，了解土壤养分空间变异状况是土壤养分精准管理和变量施肥技术的基础。因此准确而快速测定和评价土壤养分状况，是进行土壤养分精准管理所必需的技术支持。　　经过多年的测土推荐施肥实践，笔者认为，“土壤养分状况系统研究法”[1,2]正是适合在精准农业中应用的土壤肥力快速测定技术。该技术包括一系列先进的实验室前处理、分析设备和联合浸提剂等分析技术手段。在土壤养分状况评价和测土推荐施肥中,综合考虑各大、中、微量营养元素的全面均衡供应，更加真实准确地评价土壤养分状况和最大

2、限度地提高肥料利用效率。通过应用联合浸提剂和实验室系列设备实现系列化操作，进行批量处理和快速分析，显著提高了土壤测试的工作效率，单人操作，一天可以完成60个土样11种营养元素(NH4+-N、P、K、Ca、Mg、S、B、Cu、Fe、Mn、Zn)以及pH、有机质、活性酸等14个项目840个项次的分析测定,大大提高测土推荐施肥工作的时效性。此外，在大量土壤测试、盆栽试验和田间试验示范的基础上，我们已经建立了从土壤测试到施肥推荐功能齐全的数据库、数据管理系统和高产高效平衡施肥咨询服务系统。　　由于在土壤养分精准管理技术中，一般采用网格取样技术，因此所需分析的土壤样品量较大，如果采用常规的土壤分析

3、方法，难以达到快速测定的要求。而“土壤养分状况系统研究法”从了解土壤养分变异到指导变量施肥，形成了系列配套技术，能够满足精准农业的技术要求。　　1分析方法介绍　　在土壤养分精准管理中，一般采用网格取样[3,4]，即在网格交汇处，以网格交汇点为圆心，在约3m半径内取8~10钻耕层土样，混合为一个土样。网格大小取决于土壤养分的空间变异程度，但一般在50~150m范围。土壤样品经风干、过2mm筛后留250g左右备用。　　测定时用取样勺量取样品进行分析，既简单又快速。该方法在美国、加拿大已广泛使用。它改变了我国传统的称量法，土壤养分含量的表示方法以单位体积计算，因为植物根系是生长在一定体积的土壤

4、中，因此单位体积的养分含量更能代表田间养分的实际状况[5]。　　在下面的分析方法中，用到了一种凝絮剂-Superfloc127，它是一种高分子的聚丙烯酰胺，其主要作用是加速浸提剂的过滤而不影响测定结果。配制方法为：称取5.0gSuperfloc127放入1000mL烧杯中，加5mL甲醇，边搅拌边加无离子水，最后加水至1000mL。放置12小时，储备在密闭瓶中。每次根据所需重量取用必要的体积，取用前注意充分摇匀。　　文中所有试剂配制的用水皆为无离子水。　　1.1土壤有效磷、钾、铜、铁、锰、锌的测定　　1.1.1ASI浸提剂(0.25mol/LNaHCO3-0.01mol/LEDTA-0.0

5、1mol/LNH4F)的配制　　称取210gNaHCO3、37.2gEDTA二钠、3.7gNH4F，加水溶解，再加入0.5g已溶解的Superfloc127，最后，加水定容至10L，摇匀。　　1.1.2方法要点　　HCO3-离子，是石灰性土壤中有效Ca-P的理想提取剂，也能提取部分Fe-P和Al?P；EDTA对Fe、Al、Ca均具有螯合力；F离子，是Al-P的强力提取剂，其次是Fe-P，再次才是Ca-P[6]。可见ASI浸提剂对不同形态的P皆具有提取作用，可作为一种通用浸提剂。浸提出的磷用钼锑抗比色法测定。浸提出的钾用原子吸收分光光度计（AA）测定。EDTA作为螯合剂可把Cu、Zn、Mn

6、、Fe浸提出来，然后用AA测定。该方法与我国土壤测定的常规化学方法[7]呈显著相关[8]。　　　1.1.3试剂配制　　1）磷溶液“A”　　　①称0.45g三氧化二锑于1000mL烧杯中，加5mL浓HCl将其溶解，再加300～400mL水（溶液呈乳状），然后将烧杯浸于冷水中，边搅拌，边小心加入145mL浓H2SO4。　　②将7.5g钼酸铵[(NH4)6Mo7O244H2O]溶解于300mL水中。　　　　③上述两种溶液冷却至室温后，混合，定容至1000mL（在冰箱中可保存10周）。　　2）磷溶液“B”　将7g无磷明胶溶解于500mL热水中，（如明胶含磷，冷却后使其通过阴离子交换树脂，再用20

7、00mL无离子水把明胶洗净即可），稀释至10L，加入10mL0.0lmol/LAgNO3，以防止微生物生长。　　3）磷显色液“C”　测定的当天，将150mL磷溶液“A”加到1000mL磷溶液“B”中，并加入1g抗坏血酸，溶解后便可使用。　　4）磷、钾标准溶液　　　　①1000mg/L磷（P）标准储备液：称取4.07gCaH4(PO4)2H2O,溶解在500mL水中，加入5mL浓HCl，定容1000mL。　　②1000mg/L钾（K）