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　　土壤成分含量測試項目主要有:pH值、有機質含量、全氮和無機氮含量、硝態氮(NO3-N)、全磷和有效磷、全鉀和有效鉀，以及土壤電導率(EC，Electrical Conductivity)、水分和土壤微量元素等。

　　測定方法有化學分析方法、基于光電分色方法、土壤電導率間接測定方法，以及近年來成為研究熱點，并在發達國家初步得到應用的近紅外光譜分析方法等。

　　常規化學分析法

　　代表土壤肥力的土壤成分含量及測試方法主要有:pH值(電位法)、有機質含量(絡酸氧還滴定法)、全氮(半微量開氏法)、無機氮含量(靛酚藍比色法)、硝態氮(校正因數法)、全磷(消煮-鉬銻抗比色法)、有效磷(Olsen法)、全鉀(火焰光度計)、有效鉀(OAc法)。有時還需要測定土壤的微量元素含量、陽離子交換量(ECE，Cation Exchange Capacity)等。

　　化學分析方法測定精度高，但存在化學浸提劑提取元素單一，分析過程繁瑣、速度慢，費時費工等不足。

　　基于光電分色和電化學傳感器方法

　　光電分色方法測量土壤養分是基于朗伯-比爾定律。當一束平行單色光通過均勻的有色溶液時,溶液的吸光度與吸光物質濃度及液層厚度的乘積成正比。首先使用相應的浸提劑浸提土壤、肥料或作物植株，使有效成分進入溶液,并與特定的顯色劑發生反應,生成某種有色結合物,溶液顏色的深淺就反映了溶液有效成分的含量。

　　比如，如河南農業大學開發的便攜式YN型土壤養分速測儀，相對誤差為5%-10%，每個項目測試所需時間為40-50 min，較化學分析法速度提高了20倍。另外，基于離子敏感場效應晶體管(ISFET，Ion-Selective Field Effect Transistor)集成元件電化學傳感器也已取得初步進展。

　　土壤電導率間接測定法

　　土壤中的鹽分、水分、有機質含量、土壤壓實度、質地結構等，均不同程度影響土壤電導率變化。通過測定土壤電導率，可為分析產量、評價土壤生產能力、制定精準施肥處方提供重要依據。

　　電導率傳感器具有響應快、成本低、耐久性好等特點，已成為實時獲取土壤分布圖的一種重要技術。然而，電導率測定儀獲得的數據和多個土壤參數關聯，不能定量測定土壤成分含量。鑒于上述，國內外學者研究利用可見-近紅外光譜分析技術連續、實時測定土壤養分的方法。

　　近紅外光譜分析法

　　近紅外光譜分析是將近紅外譜區(780 nm-2526 nm)的光譜測量技術、化學計量學技術、計算機技術與基礎測試技術交叉結合的現代分析技術，主要用于復雜樣品的直接快速分析。它已廣泛應用于石油化工、醫藥、生物化學、煙草、紡織品、農產品等領域，成為質量控制、品質分析和在線分析等快速、無損分析的主要手段。

　　國外實驗室研究和田間試驗結果表明，用近紅外光譜分析法在田間實時預測的土壤總碳、總氮、速效氮、pH值、電導率以及鈣含量、錳含量，和實驗室測定值之間以較高的決定系數表現出高度的相關性；預測有機質、磷、鉀含量決定系數相對較低，但田間測定值和實驗室分析值之間仍呈現出很好的相關性，基本達到田間實際測定土壤養分的精度要求，為準確分析土壤肥力提供了有效技術支持。

　　近年來，國內外許多學者研究利用NIRS通過土壤反射光譜特性測定農田土壤養分的方法，并開發了用于田間實時測定土壤養分的儀器，也有商業化產品上市。

　　光譜分析土壤成分測定方法

　　光譜分析技術測定土壤成分原理如下：鹵素燈等光源發出的可視光、近紅外或中紅外光線照射到土壤樣品上，則與土壤成分相應的特定波長下吸收照射光線之后再進行反射，將反射后的擴散反射光進行分光并讀入計算機，借助化學計量學方法用全部波長點和土壤成分含量進行多元關聯，建立光譜與待測量間關系的數學模型，依靠數學模型由光譜計算便可獲得土壤樣品的成分含量。

　　廣譜分析土壤成分測定方面的研究，包括基礎研究、土壤有機質含量測定、土壤養分含量等，近些年來都取得了較大的發展，在此不展開論述。

　　土壤成分田間實時測定研究

　　大量研究表明，利用可見-近紅外光譜分析可以較高精度測定土壤特性和養分。這些研究多借用常規近紅外分光光度計對田間采集的土壤樣品進行實驗室測試分析，雖然大大縮短了測定時間，但仍需人工采集樣品，費時費力，且采樣點密度難以達到精準農業變量播施最佳小區要求。因此，我們迫切需要研究、開發機載土壤成分實時測定分析儀。

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