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組成的疏松多孔體。土壤中這三類物質每個組分都具有自身的理化性質，彼此之間互相聯系、互相制約，構成了一個復雜矛盾的統一體。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存在狀態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分的利用等因素都有顯著的調控作用。

土壤是生物賴以生存的基礎，其養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元素的含量，以為指導農業施肥、灌溉等管理措施等提供科學依據。

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，實現對土壤水分、溫度、鹽分、緊實度等物理參數進行多點測量或連續監測，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境因子的監測，以了解和掌握植物在生長過程中的水溫鹽動態變化，為植物生理生態研究、植物栽培、農田施肥、灌溉決策、農作物管理等研究內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 觀測內容

土壤水溫鹽三參數、土壤緊實度、土壤養分指標

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測量儀

• 超高性價比三參數便攜土壤物理參數測量
• 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
• 實時數據存儲，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
• 適合多點定點監測

4.4  SC900土壤緊實度測量儀

• 操作異常簡單
• 實時數據存儲，可配合GPS繪制土壤水分分布圖

4.5  Laqua Twin土壤養分測量套件

• 測量簡單易行，專業等級，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揮的巨大作用當屬快速普查待測目標區域的土壤理化特性。譬如WET-kit、TDR300和SC900可以在5-10s內獲得土壤水分、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；而PR2-4/6在預先定點埋設了測管的前提下，也可以很容易在數秒內即可讀取某個監測點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，了解和掌握某區域水分變化動態隨時空變化的規律，另外也可快速判斷不同位置土壤的緊實程度和土壤營養成分分布狀況，以便為進一步施肥管理、耕種模式調整、灌溉措施跟進等管理決策提供切實的數據基礎。并可結合植物生長狀況評估環境因子與植物生長之間的關系。