几种土壤参数测定仪器实验室标定.docVIP

几种土壤参数测定仪器实验室标定 　　摘要：?ν寥篮?水率、电导率和pH值等参数的实时、准确测定是实现精准灌溉的前提，对我国目前科研和生产中常用的几种土壤参数测定仪器进行实验室标定，分析这些仪器测试结果的可靠性。结果表明TDR和土壤电导率仪测定土壤含水率和电导率的精度较高、操作简单；土壤酸碱度仪和三合一测定土壤含水率具有较好的精度、且测定快速简单，稳定性好，在使用时根据土壤特性和作物品种确定适宜的灌水控制值，但三合一不适宜用来测定土壤pH值；四合一测定土壤含水率稳定性差；土壤电导率和含水率之间呈现为负相关关系，随着含水率的增大，电导率呈现下降的趋势。研究结果能够为作物生产中土壤参数测定仪器的选择提供参考依据 关键词：土壤；含水率；电导率；pH值；仪器；实验室标定 中图分类号：S274 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2017）02-0192-06 精细灌溉是根据作物和土壤信息适时、适量地进行灌溉，通过对水肥的精细调控确保农产品的产量和品质，是提高灌溉管理水平、实现节水农业的必然趋势。在作物生长过程中，对土壤含水率、pH值、电导率等土壤参数进行连续、实时、准确地观测，根据观测数据来指导田间灌溉，这对精细灌溉的实现和水资源合理利用具有重要意义。在已有研究中，对TDR测量土壤含水率的研究较多，研究表明TDR的测量值与真实值之间有较高的相关性，目前TDR测定土壤含水率的方法已经在作物灌溉制度的制定、农田水分监测中得到了较为广泛的应用。目前我国市场上出现了多种操作简便的土壤含水率、电导率、pH值等土壤参数测定仪器，对这些仪器测定结果的标定尚没有相关研究。对此，本研究对目前科研和生产中常用的5种土壤参数测定仪器，包括TDR进行实验室仪器标定，对这些仪器测定土壤参数的可靠性进行评定，为作物生长过程中土壤参数测定仪器的选择提供更多参考 1试验材料与方法 1.1试验土壤和测定仪器 本研究选用两种土壤进行试验，一种取自廊坊市永清县新苑阳光农业园区，一种取自河北农业大学东校区绿化区，取土层次均为0～20 cm土层，表1给出了两种试验土壤的物理和水力特性参数 本研究对目前科研和生产中常用的5种土壤参数测定仪器进行实验室标定，包括TDR土壤水分测量仪器/TZS型、土壤电导率原位测量仪/Ec110，土壤pH值/湿度测量仪/KS-06、三合一园艺检测仪/TR01和四合一土壤测试仪/AMT-300，表2给出了以上5种土壤参数测定仪器的名称、标定项目、标示测量范围及精度、产地等相关信息，图1给出了这些仪器的照片。TDR和土壤电导率仪是目前科学研究中应用较广的测定土壤含水率和电导率的仪器，操作简便、快速，且测量范围较大，为科学研究提供了较为精准的土壤含水率和电导率数据；土壤酸碱度仪、三合一和四合一等仪器是我国近几年出现的土壤含水率、pH值、温度等土壤环境多参数测定仪器，由于价格低，使用快捷方便，在园艺生产上得到了一定的推广应用。这些仪器的测定精度直接影响着水肥管理决策方案，因此有必要对这些仪器的测量精准度进行评价，以便为农业生产中土壤参数测定仪器的选择提供参考依据，本文对这几种仪器土壤含水率、电导率和pH值等3个与水肥管理决策密切相关的参数进行了实验室标定 1.2试验设计、观测项目与方法 试验于2014年7月-8月在河北农业大学农田水利实验室进行。试验土壤首先自然风干、过2mm筛待用。试验时将试验土壤配制成不同含水率后装盆，共设计15个土壤含水率梯度，分别为田间持水率的40%～100%（每隔5%一个梯度）、125%和150%，并按照土壤初始容重装盆。装盆后试验土壤静置24 h，使水分重新分布达到设计土壤含水率。而后用以上5种土壤参数测定仪器依次测定每盆土壤的含水率、pH值和电导率等环境参数值。仪器测试完成后，每盆取土约50 g，一部分土样用烘干法测定土壤含水率，一部分土样自然风干、磨碎、过2mm筛后，按土水比1：5配置土壤浸提液，测定土壤浸提液电导率Ec。试验数据分析利用SPSS17.0进行 2结果与分析 2.1土壤含水率测定效果分析 烘干法测定土壤含水率是其它土壤含水率测定方法的标定依据，本试验也用烘干法测得的土壤含水率作为5种土壤参数测定仪器测定土壤含水率的标定依据。图2给出了烘干法测定的土壤含水率与设计土壤含水率的相互关系，烘干法测得的廊坊土和保定土的土壤含水率与设计含水率之间的相关系数分别达到0.991和0.987，在=0.01水平上达到显著相关，说明试验土壤含水率配制达到了设计值且具有较高的精度。图3给出了TDR测定的土壤含水率与烘干法土壤含水率之间的关系，两种土壤TDR测得的土壤含水率与烘干法测得的含水率之间的相关系数分别达到0.967和0.949，在=0.01水平上达到显著相