一種土壤有效氮快速檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種土壤有效氮及水體氨氮快速檢測方法，事先制備有效氮速測試紙和有效氮濃度色階對比圖，將土壤溶于水中制作土壤待測溶液，在有效氮速測試紙上先涂抹一層pH11?13的氫氧化鈉溶液，然后涂抹土壤待測溶液，靜置3?5分鐘，根據(jù)顯示的顏色，從色階對比圖中找到最接近的色階，得到土壤有效氮的含量范圍。本發(fā)明具有快速、簡便、成本低、易操作的優(yōu)點(diǎn)，使得農(nóng)民不需要專業(yè)知識(shí)、不需要昂貴的儀器、無需復(fù)雜操作，在幾分鐘之類就能學(xué)會(huì)使用方法，幾分鐘之類就能快速知道土壤速效氮的含量范圍，指導(dǎo)農(nóng)民合理科學(xué)施肥，減少肥料浪費(fèi)，減少水體污染，保護(hù)環(huán)境。
【專利說明】
一種土壤有效氮快速檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)土壤及河流水環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種土壤和河流水中有效氮含量快速檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤速效氮是土壤提供給植物直接快速吸收的氮素形態(tài)，主要是銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和氨基酸氮及少量蛋白氮，一般農(nóng)田土壤里以銨態(tài)氮為主，特別是我國現(xiàn)在普遍使用的三元復(fù)混肥，大多是銨態(tài)氮，因此本文所述土壤速效氮主要指的是銨態(tài)氮。
[0003]我國農(nóng)田長期以來由于農(nóng)民習(xí)慣施肥，長期過量施用氮肥，導(dǎo)致土壤氮素過剩，流失和浪費(fèi)，造成農(nóng)田溫室氣體氧化亞氮排放增加，河流氨氮增加，引起水體富營養(yǎng)化和水環(huán)境污染，影響人們飲用水質(zhì)量和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，控制農(nóng)田氮肥使用量是目前防控農(nóng)田面源污染的重要措施，但是，農(nóng)民施肥憑經(jīng)驗(yàn)、感覺，通?？傄^量一些，關(guān)鍵是農(nóng)民無法快速知道農(nóng)田土壤里到底有多少速效氮，這樣才能使他信服地接受減量施用氮肥的建議，減少浪費(fèi)和環(huán)境污染，因此從農(nóng)民使用方便的角度開發(fā)農(nóng)田土壤有效氮快速檢測技術(shù)尤為重要。
[0004]土壤速效氮的測定方法很多，在實(shí)驗(yàn)室里有4-5種方法，但是這些方法普遍費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、成本高、技術(shù)要求高、未經(jīng)專門訓(xùn)練難以掌握、需要精密儀器和復(fù)雜操作過程，因而這些方法完全不適合農(nóng)民田間快速檢測速效氮。
[0005]北京林業(yè)大學(xué)的戴偉等人申請的發(fā)明專利“CN201310307707”，描述了一種野外土壤揮發(fā)性氨氣連續(xù)收集裝置及利用該裝置測定土壤氮素?fù)p失量的方法。該裝置由氨氣采集器、氨氣回收器、連接氨氣采集器與氨氣回收器的連接管道和調(diào)節(jié)氨氣采集器內(nèi)外溫度的自動(dòng)控溫器組成，通過對裝置內(nèi)外土壤溫度的測定、采集和比較，可自動(dòng)調(diào)控裝置內(nèi)部土壤溫度，保持裝置內(nèi)外土壤溫度的一致性，避免溫差過大對結(jié)果真實(shí)性的影響。同時(shí)利用NH3和硫酸的反應(yīng)原理、氣體擴(kuò)散理論和過量的收集液，確保對土壤揮發(fā)性氨氣可以進(jìn)行連續(xù)和完全的收集。該發(fā)明雖然可長期連續(xù)收集野外土壤揮發(fā)性氨氣，但是不能快速測定土壤速效氮。
[0006]北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心的趙春江;鄭文剛；董大明；趙賢德;鮑鋒；申長軍;吳文彪等申請的發(fā)明專利“201110431588”，介紹了一種農(nóng)田土壤氮素在線檢測系統(tǒng)及方法，涉及農(nóng)業(yè)傳感技術(shù)和儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括:激光器，發(fā)射預(yù)設(shè)波長的激光;至少一套傳感探頭，用于將所述激光器發(fā)出的光照射到待測土壤表層，并收集待測土壤表面被激發(fā)至等離子態(tài)的光學(xué)信號(hào);傳導(dǎo)光纖，連接于所述激光器與傳感探頭之間，以及所述傳感探頭與信號(hào)處理模塊之間，將所述激光器發(fā)出的光傳導(dǎo)至所述傳感探頭，以及將所述傳感探頭收集的光學(xué)信號(hào)傳送至信號(hào)處理模塊;信號(hào)處理模塊，用于根據(jù)所述傳感探頭收集的光學(xué)信號(hào)，計(jì)算所述待測土壤的氮素濃度。該發(fā)明的系統(tǒng)及方法省時(shí)、省力、實(shí)時(shí)性好且實(shí)用性強(qiáng)。但是該方法需要很多儀器和零件，需要電源，需要較深的專業(yè)知識(shí)和技能，對于農(nóng)民及時(shí)檢測田間土壤速效氮素含量仍然十分不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種快速、簡便、成本低、易操作的土壤有效氮含量快速檢測方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種土壤有效氮快速檢測方法，包括以下步驟:
1)制備有效氮速測試紙:在黑色或白色試紙上均勻涂布一層四碘合汞酸鉀粉末，輕輕烘干或曬干或晾干后，得到有效氮速測試紙；
2)制備色階對比圖:配制20-40份濃度范圍為0-200mg.L-1NH4+的已知濃度銨態(tài)氮溶液，相鄰銨態(tài)氮溶液濃度相差5 -1Omg.L—1NH4+，在有效氮速測試紙上先涂抹一層pHl 1-13的氫氧化鈉溶液，然后分別涂抹準(zhǔn)備好的已知濃度銨態(tài)氮溶液，靜置3-5分鐘，風(fēng)干或曬干或晾干，根據(jù)分別顯示的不同顏色，制作成色階對比圖，對應(yīng)不同濃度的銨態(tài)氮；
3)待測土壤處理:取4-8g土壤固體顆粒(田間土壤或野外河水速測可以用調(diào)羹挑取)，擠碎后溶于10_24g純凈水(田間可用調(diào)羹快速量取)，攪拌均勻后靜置3分鐘以上，過濾后得到土壤待測溶液；
4)快速檢測:在有效氮速測試紙上先涂抹一層pHll-13的氫氧化鈉溶液，然后涂抹步驟3中得到的土壤待測溶液，靜置3-5分鐘，根據(jù)顯示的顏色，從步驟2得到的色階對比圖中找到最接近的色階，得到土壤有效氮的含量范圍?？焖贆z測取液時(shí)可以使用10-20毫升左右的注射器，在底部針孔上部濾器上覆蓋一張0.45微米左右的濾膜，在注射器上部倒入大約5毫升土壤待測溶液，用力輕輕推動(dòng)注射器活塞，將濾液直接滴入已經(jīng)涂布一層氫氧化鈉溶液的指示試紙上。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，步驟I中所述黑色試紙的厚度為0.5-3毫米。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，步驟I中先在所述黑色試紙均勻涂抹一層強(qiáng)力膠，然后再在強(qiáng)力膠層上迅速均勻噴涂一層四碘汞酸鉀粉末。
[0011]本發(fā)明的有效氮檢測方法也可用于河流水體中有效氮的快速檢測。
[0012]土壤中有效氮的狀態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)為:檢測結(jié)果在0-50 mg.L—1范圍的土壤為有效氮缺乏的農(nóng)田土壤，需要多施用氮肥;檢測結(jié)果在50-120 mg.L—1范圍的土壤為有效氮正常的農(nóng)田土壤;檢測結(jié)果在120 mg.L—1范圍以上的土壤為有效氮豐富的土壤，不能過多施用氮肥，否則植物不能吸收，造成氮肥浪費(fèi)，同時(shí)隨降雨和灌溉流失至河流中，造成水體富營養(yǎng)化和水污染。
[0013]本發(fā)明具有以下突出的有益效果:
本發(fā)明采用一種指示試紙的方法檢測農(nóng)田土壤和河流水體中速效氮素，具有快速、簡便、成本低、易操作的優(yōu)點(diǎn)，使得農(nóng)民不需要專業(yè)知識(shí)、不需要昂貴的儀器、無需復(fù)雜操作，在幾分鐘之類就能學(xué)會(huì)使用方法，幾分鐘之類就能快速知道土壤速效氮的含量范圍，指導(dǎo)農(nóng)民合理科學(xué)施肥，減少肥料浪費(fèi)，減少水體污染，保護(hù)環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
實(shí)施例1 一種土壤有效氮快速檢測方法，包括以下步驟:
1)制備有效氮速測試紙:在厚度為0.5毫米黑色紙上先均勻涂抹一層強(qiáng)力膠，然后再在強(qiáng)力膠層上迅速均勻噴涂或撒上一層四碘汞酸鉀粉末，輕輕烘干或晾干或曬干后，得到有效氮速測試紙；
2)制備色階對比圖:配制40份已知濃度銨態(tài)氮溶液，第一份銨態(tài)氮溶液濃度為O，第二份銨態(tài)氮溶液濃度為5 mg.L—1NH4+，以此類推，相鄰銨態(tài)氮溶液濃度相差5 mg.L—1NH4+，在有效氮速測試紙上先涂抹一層PH11-13的氫氧化鈉溶液，然后分別涂抹準(zhǔn)備好的已知濃度銨態(tài)氮溶液，靜置3-5分鐘，根據(jù)分別顯示的不同顏色，制作成色階對比圖，對應(yīng)不同濃度的錢態(tài)氮，每I mg.!/1NH4+對應(yīng)土壤中有效氮濃度為Img.kg—1;
3)待測土壤處理:取I調(diào)羹土壤固體顆粒(約4g)，擠碎后放入清潔的瓷碗中，加入2調(diào)羹純凈水(約1g)，攪拌，把土粒敲碎，完全與水混合均勻;靜置3分鐘，得到土壤待測溶液；
4)快速檢測:取一張孔徑0.45微米左右的微濾膜，用純凈水沾濕，放入一個(gè)10毫升干凈注射器濾器底部，倒入上述混勻的泥水3毫升左右，塞入注射器活塞，用手輕輕向下推動(dòng)，將濾液滴入干凈的事先用氫氧化鈉溶液滲透的有效氮速測試紙上，靜置5分鐘左右，觀察試紙顏色變化，并跟試紙旁的步驟2中得到的色階對比圖中的色階比對，判斷土壤速效氮含量范圍為10-15 mg.kg—S說明該農(nóng)田土壤中嚴(yán)重缺氮，需要多施用氮肥才能滿足作物正常生長。
[0015]實(shí)施例2
一種土壤有效氮快速檢測方法，包括以下步驟:
步驟1、2同實(shí)施例1，其中已知濃度銨態(tài)氮溶液配制20份，第一份銨態(tài)氮溶液濃度為0，第二份銨態(tài)氮溶液濃度為10 mg.L—1NH4+，以此類推，相鄰銨態(tài)氮溶液濃度相差10 mg.L—1NH4+;
3)待測土壤處理:取I調(diào)羹土壤固體顆粒(約Sg)，擠碎后放入清潔的瓷碗中，加入3調(diào)羹純凈水(約20g)，攪拌，把土粒敲碎，完全與水混合均勻;靜置3分鐘，得到土壤待測溶液；
4)快速檢測:取一張孔徑0.45微米左右的微濾膜，用純凈水沾濕，放入一個(gè)10毫升干凈注射器底部濾器上，倒入上述混勻的泥水6毫升左右，塞入注射器活塞，用手輕輕向下推動(dòng)，將濾液滴入干凈的事先用氫氧化鈉溶液滲透的有效氮速測試紙上，靜置6分鐘左右，觀察試紙顏色變化，并跟試紙旁的標(biāo)準(zhǔn)色階比對，判斷土壤速效氮含量范圍為130-150 mg.kg—1，說明該農(nóng)田土壤中氮素豐富，不能過多施用氮肥，否則容易造成氮素流失、浪費(fèi)和水環(huán)境富營養(yǎng)化及污染。
[0016]以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種土壤有效氮快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)制備有效氮速測試紙:在黑色或白色試紙上均勻涂布一層四碘合汞酸鉀粉末，輕輕烘干或風(fēng)干或曬干后，得到有效氮速測試紙； 2)制備色階對比圖:配制20-40份濃度范圍為0-200mg.L—1NH4+的已知濃度銨態(tài)氮溶液，相鄰銨態(tài)氮溶液濃度相差5 -10 mg.L—1NH4+，在有效氮速測試紙上先涂抹一層pHl 1-13的氫氧化鈉溶液，然后分別涂抹準(zhǔn)備好的已知濃度銨態(tài)氮溶液，靜置3-5分鐘，風(fēng)干或晾干或曬干，根據(jù)顯示顏色的不同，制作成色階對比圖，對應(yīng)不同濃度的銨態(tài)氮； 3)待測土壤處理:取4-8g土壤固體顆粒，擠碎后溶于10-24g純凈水，攪拌均勻后靜置3分鐘以上，過濾后得到土壤待測溶液； 4)快速檢測:在有效氮速測試紙上先涂抹一層pHll-13的氫氧化鈉溶液，然后涂抹步驟3中得到的土壤待測溶液，靜置3-5分鐘，根據(jù)顯示的黃色深淺，從步驟2得到的色階對比圖中找到最接近的色階，得到土壤有效氮的含量范圍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤有效氮快速檢測方法，其特征在于，步驟I中所述試紙的厚度為0.5-3毫米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤有效氮快速檢測方法，其特征在于，步驟I中先在所述試紙均勻涂抹一層強(qiáng)力膠，然后再在強(qiáng)力膠層上迅速均勻噴涂一層四碘汞酸鉀粉末。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的土壤有效氮快速檢測方法，其特征在于，該方法還可用于河流水體中有效氮的快速檢測。
【文檔編號(hào)】G01N21/78GK105911055SQ201610277814
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】吳洪生, 李仁英, 黃利東, 李振炫, 姚東良
【申請人】南京信息工程大學(xué)