土壤理化特性測量解決方案

1  應用背景

土壤是由固相、液相和氣相三相物質(zhì)組成的疏松多孔體。土壤中這三類物質(zhì)每個組分都具有自身的理化性質(zhì)，彼此之間互相聯(lián)系、互相制約，構成了一個復雜矛盾的統(tǒng)一體。它們之間的相互關系，使土壤處于不斷的變化之中，因而形成不同的土壤結構，影響著土壤的物理化學性質(zhì)和肥力基礎，進而影響土壤水、溫、鹽特性以及植物生長。

土壤緊實度是土壤重要的物理性狀之一，也是土壤孔隙特征和通透性的直觀反映；土壤通透性是衡量土壤中三相物質(zhì)存在狀態(tài)和容積比例的重要特征，其好壞主要決定于土壤的總孔隙度、孔隙連接性和通氣孔隙度的大小（邵明安、王全九等，2006），它對土壤的水肥氣熱及其理化和生物學過程、植物的根系鉆透性及植物對水分養(yǎng)分的利用等因素都有顯著的調(diào)控作用。

土壤是生物賴以生存的基礎，其養(yǎng)分含量狀況更是影響植物生長的關鍵因素，通過實時測量土壤中常量營養(yǎng)元素的含量，以為指導農(nóng)業(yè)施肥、灌溉等管理措施等提供科學依據(jù)。

2  方案目標

盡量在減少人為擾動或者避免破壞土壤原結構的情況下，實現(xiàn)對土壤水分、溫度、鹽分、緊實度等物理參數(shù)進行多點測量或連續(xù)監(jiān)測，對土壤中鉀鈣鈉鎂氮等常量元素濃度進行實時測量，結合對其他生理指標及多種環(huán)境因子的監(jiān)測，以了解和掌握植物在生長過程中的水溫鹽動態(tài)變化，為植物生理生態(tài)研究、植物栽培、農(nóng)田施肥、灌溉決策、農(nóng)作物管理等研究內(nèi)容提供科學有效的結局方案。也通過測量設備的應用介紹給科研儀器的選擇提供參考。 

3 觀測內(nèi)容

土壤水溫鹽三參數(shù)、土壤緊實度、土壤養(yǎng)分指標

4  所需設備和特點

 4.1  WET-Kit土壤水分、溫度和電導率三參數(shù)測量儀

• 超高性價比三參數(shù)便攜土壤物理參數(shù)測量
• 測量迅速，響應時間短
• 可以針對不同類型土壤進行標定，達到更高測量精度

4.2  TDR300土壤水分含量測量儀

• 探針有3.8厘米、7.5厘米、12厘米和20厘米四種可選，可隨時更換
• 實時數(shù)據(jù)存儲，可配合GPS繪制土壤水分分布圖

4.3  PR2-4/6土壤剖面水分測量儀

• 可同時測量多個土壤剖面的水分含量
• 適合多點定點監(jiān)測

4.4  SC900土壤緊實度測量儀

• 操作異常簡單
• 實時數(shù)據(jù)存儲，可配合GPS繪制土壤水分分布圖

4.5  Laqua Twin土壤養(yǎng)分測量套件

• 測量簡單易行，專業(yè)等級，達實驗室分析精度
• 測量要素廣泛，可測鉀鈣鈉鎂氮等常量營養(yǎng)元素和pH、EC

5、測量過程和結果分析

便攜式儀器的最大特點是即插即測、隨測隨走，上述儀器在野外所發(fā)揮的巨大作用當屬快速普查待測目標區(qū)域的土壤理化特性。譬如WET-kit、TDR300和SC900可以在5-10s內(nèi)獲得土壤水分、溫度和電導率或,土壤水分體積含量以及土壤緊實度的讀數(shù)；而PR2-4/6在預先定點埋設了測管的前提下，也可以很容易在數(shù)秒內(nèi)即可讀取某個監(jiān)測點4-6層，深度達1米的土壤剖面體積含水量。

而Laqua Twin土壤養(yǎng)分測量套件更是可以只利用0.1-2.ml的樣品溶液，即可快速得到堪比實驗室測量精度的營養(yǎng)成分離子濃度。

通過對比不同時間不同地點的土壤理化特性指標，了解和掌握某區(qū)域水分變化動態(tài)隨時空變化的規(guī)律，另外也可快速判斷不同位置土壤的緊實程度和土壤營養(yǎng)成分分布狀況，以便為進一步施肥管理、耕種模式調(diào)整、灌溉措施跟進等管理決策提供切實的數(shù)據(jù)基礎。并可結合植物生長狀況評估環(huán)境因子與植物生長之間的關系。