土壤中鎂離子的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及土壤領域，具體而言，涉及一種土壤中鎂離子的檢測方法。
【背景技術】
[0002] 土壤鹽漬化是干旱可持續發展和改善環境質量的戰略問題。我國鹽漬土面積大， 分部廣，堪稱世界之最。據統計，我國耕地中的鹽漬化面積達到9. 2X 106hm2,占全國耕地面 積的6. 62 %。土壤鹽漬化問題和灌溉引起的土壤次生鹽漬化問題嚴重制約了鹽漬化地區農 業的進一步發展，也是影響生態環境穩定性的重要因素。鹽漬土中的可溶性鹽類，一般在溶 液中以離子形式存在，鹽基離子過高對于植物的傷害被稱為鹽害。這些離子在高濃度下除 產生直接傷害外，還會產生次生傷害作用。
[0003] 鎂離子是細胞中含量最多的兩價陽離子，在植物的許多生理生化過程中起到至關 重要的作用。在高等植物中，Mg 2+是葉綠素的核心組分，可促進光合碳同化，并能調節不同 光系統之間激發能的分配和比例，還可以作為ATP的輔助因子。土壤中碳酸氫鎂的大量累 積，會影響作物對鈣的吸收，鈣貧乏必然影響植物細胞壁的生成。關于鎂離子的毒害可能與 植物組織內鈣素供應不足有關，土壤中鈣和鎂離子的比例不同，會對植物產生不利影響。一 般認為，土壤中鈣和鎂離子對植物最適宜的比例為2 : 1或1 : 1。田兆順等研究指出，鹽 漬化土壤中MgCO3^量超過15%，MgCO 3/CaC03K值超過1. 3倍時，對作物可引起毒害。但 當存在一定濃度的Mg2+和Ca 2+時，則可減輕Al3+的毒害作用。
[0004] 現有的對土壤中鎂離子的檢測方法監測點位少，覆蓋面窄、因此代表性較差且費 時費力，無法反映大面積鹽漬化土壤鎂離子的含量，不能滿足大面積監測的需求。
[0005] 針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0006] 本發明實施例提供了一種土壤中鎂離子的檢測方法，以至少解決現有技術中無法 快速獲取大面積鹽漬化土壤鎂離子含量的問題。
[0007] 根據本發明實施例的一個方面，提供了一種土壤中鎂離子的檢測方法，包括：獲取 待檢測的土壤試樣；獲取所述土壤試樣中特征波段對應的連續統去除值；根據所述連續統 去除值通過鎂離子檢測模型檢測所述土壤試樣中的鎂離子含量，其中，所述鎂離子檢測模 型包括所述鎂離子含量與所述連續統去除值的對應關系。
[0008] 可選地，在根據所述連續統去除值通過鎂離子檢測模型檢測所述土壤試樣中的鎂 離子含量前，所述方法還包括：建立所述鎂離子檢測模型。
[0009] 可選地，所述建立所述鎂離子檢測模型包括：在采樣區域上采集多個土壤樣品； 通過光譜儀測定所述多個土壤樣品的光譜得到光譜數據，并采用Η)ΤΑ絡合滴定法對所述 多個土壤樣品的鎂離子含量進行測定；去除所述光譜數據的邊緣波段，并對去除邊緣波段 后的光譜數據進行連續統去除處理，得到連續統去除值，然后根據相關性分析得到特征波 段；根據所述特征波段對應的連續統去除值通過多元逐步線性回歸法建立用于檢測鎂離子 含量的鎂離子檢測模型。
[0010] 可選地，所述特征波段包括：1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、1416nm、 1400nm 和 1830nm。
[0011] 可選地，所述鎂離子檢測模型包括：丫 = -5395.59-6054.15父1771+975.24父474+11470· 72X 724-2821. 46X1859+22326. 27X1408-13437. 01X1416-9615. 92X1400+2697. 35X1830；
[0012] 其中，所述鎂離子檢測模型中的x1771、x474、x 724、X1S59、X1柳、x1416、x14。。、X腳分別表示 1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、1416nm、1400nm、1830nm 處的連續統去除值，Y 為根 據所述鎂離子檢測模型得到的鎂離子含量。
[0013] 可選地，在所述根據所述特征波段對應的連續統去除值通過多元逐步線性回歸法 建立用于檢測鎂離子含量的鎂離子檢測模型后，所述方法還包括：對所述鎂離子檢測模型 進行檢驗，并確定所述鎂離子檢測模型的模型精度。
[0014] 可選地，所述對所述鎂離子檢測模型進行檢驗，并確定所述鎂離子檢測模型的模 型精度包括：獲取所述鎂離子檢測模型的建模均方根誤差RMSE。、預測均方根誤差RMSE P、建 模決定系數R。2、預測決定系數Rp2和相對分析誤差RPD，并根據所述建模均方根誤差RMSE c、 所述預測均方根誤差RMSEP、所述建模決定系數R。2、所述預測決定系數R p2和所述相對分析 誤差RH)確定所述模型精度；其中，所述模型精度分別與所述建模決定系數R e2、預測決定系 數Rp2和相對分析誤差RPD為正比例關系；所述模型精度分別與所述建模均方根誤差RMSE c 和所述預測均方根誤差RMSEp為反比例關系。
[0015] 可選地，所述通過光譜儀測定所述多個土壤樣品的光譜得到光譜數據包括：根據 每個土壤樣品采集多條光譜曲線，并對采集的所述多條光譜曲線進行算術平均后得到所述 光譜數據。
[0016] 采用本發明實施例中的土壤中鎂離子的檢測方法，獲取待檢測的土壤試樣；獲取 所述土壤試樣中特征波段對應的連續統去除值；根據所述連續統去除值通過鎂離子檢測模 型檢測所述土壤試樣中的鎂離子含量，其中，所述鎂離子檢測模型包括所述鎂離子含量與 所述連續統去除值的對應關系。這樣，通過本發明實施例提供的鎂離子檢測模型進行鎂離 子的檢測，能夠得到準確的鎂離子含量，且實現簡單，快速，成本低廉，從而解決了現有技術 中無法快速獲取大面積鹽漬化土壤鎂離子含量的問題。
【附圖說明】
[0017] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0018] 圖1是根據本發明實施例的一種可選的土壤中鎂離子的檢測方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的 附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是 本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術 人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范 圍。
[0020] 需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語"第一"、"第 二"等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用 的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發明的實施例能夠以除了在這里圖示或 描述的那些以外的順序實施。此外，術語"包括"和"具有"以及他們的任何變形，意圖在于 覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限 于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產 品或設備固有的其它步驟或單元。
[0021] 圖1是根據本發明實施例的土壤中鎂離子檢測模型的檢測方法，如圖1所示，該方 法包括如下步驟：
[0022] 步驟S101，獲取待檢測的土壤試樣。
[0023] 其中，可以從鹽漬化土壤中采集該土壤試樣。
[0024] 步驟S102,獲取該土壤試樣中特征波段對應的連續統去除值。
[0025] 在本發明實施例中，該特征波段包括：1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、 1416nm、1400nm 和 1830nm。
[0026] 步驟S103,根據該連續統去除值通過鎂離子檢測模型檢測該土壤試樣中的鎂離子 含量。
[0027] 其中，該鎂離子檢測模型包括該鎂離子含量與該連續統去除值的對應關系。
[0028] 可選地，該鎂離子檢測模型包括：
[0029] Y = -5395. 59-6054. 15Χ1771+975· 24X474+11470. 72Χ724-2821· 46Χ1859+22326· 27X140S-13437. 01Χ1416-9615. 92Χ1400+2697. 35Χ1830；
[0030] 其中，該鎂離子檢測模型中的Χ1771、Χ474、Χ 724、X1S59、X剛、Χ1416、Χ_、X腳分別表示 1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、1416nm、1400nm、1830nm 處的連續統去除值，Y 為根 據該鎂離子檢測模型得到的鎂離子含量。
[0031] 這樣，通過本發明實施例提供的鎂離子檢測模型進行鎂離子的檢測，能夠得到準 確的鎂離子含量，且實現簡單，快速，成本低廉，從而解決了現有技術中無法快速獲取大面 積鹽漬化土壤鎂離子含量的問題。
[0032] 進一步地，在根據該連續統去除值通過鎂離子檢測模型檢測該土壤試樣中的鎂離 子含量前，建立該鎂離子檢測模型。
[0033] 可選地，建立該鎂離子檢測模型可以包括下步驟：
[0034] S1、在采樣區域上采集多個土壤樣品。
[0035] 其中，通過網格采樣法選取采樣區域采集土壤樣品，并去除礫石及動植物殘骸等 雜質，并自然風干，風干后的樣品經研磨后過篩，用于后續分別進行光譜和鹽分測定。
[0036] 示例地，選取新疆維吾爾自治區南疆地區阿瓦提縣、和田縣、溫宿縣、新和縣為采 樣區域，土壤類型除新和縣為鹽土，其余均為水稻土；采用網格采樣法，樣點之間的距離為 50m左右，采集深度為表層0-20cm。以樣區中心為起點，沿東、南、西、北四個方向采樣，每個 方向的樣點分布于一條直線上，每個采集的土樣重量約為2kg，共采集土壤樣品234個，其 中阿瓦提縣56個、和田縣46個、溫宿縣89個、新和縣43個；去除土壤樣品中的礫石及動植 物殘骸等雜質，并自然風干，風干后的樣品經研磨后一部分過2_篩，用于