一種土壤有效氮快速檢測方法
【專利摘要】本發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。本發明具有快速、簡便、成本低、易操作的優點，使得農民不需要專業知識、不需要昂貴的儀器、無需復雜操作，在幾分鐘之類就能學會使用方法，幾分鐘之類就能快速知道土壤速效氮的含量范圍，指導農民合理科學施肥，減少肥料浪費，減少水體污染，保護環境。
【專利說明】
一種土壤有效氮快速檢測方法
技術領域
[0001]本發明涉及農業土壤及河流水環境檢測技術領域，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】
[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，主要是銨態氮、硝態氮和氨基酸氮及少量蛋白氮，一般農田土壤里以銨態氮為主，特別是我國現在普遍使用的三元復混肥，大多是銨態氮，因此本文所述土壤速效氮主要指的是銨態氮。
[0003]我國農田長期以來由于農民習慣施肥，長期過量施用氮肥，導致土壤氮素過剩，流失和浪費，造成農田溫室氣體氧化亞氮排放增加，河流氨氮增加，引起水體富營養化和水環境污染，影響人們飲用水質量和養殖業的發展，控制農田氮肥使用量是目前防控農田面源污染的重要措施，但是，農民施肥憑經驗、感覺，通常總要過量一些，關鍵是農民無法快速知道農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，減少浪費和環境污染，因此從農民使用方便的角度開發農田土壤有效氮快速檢測技術尤為重要。
[0004]土壤速效氮的測定方法很多，在實驗室里有4-5種方法，但是這些方法普遍費時、費事、成本高、技術要求高、未經專門訓練難以掌握、需要精密儀器和復雜操作過程，因而這些方法完全不適合農民田間快速檢測速效氮。
[0005]北京林業大學的戴偉等人申請的發明專利“CN201310307707”，描述了一種野外土壤揮發性氨氣連續收集裝置及利用該裝置測定土壤氮素損失量的方法。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節氨氣采集器內外溫度的自動控溫器組成，通過對裝置內外土壤溫度的測定、采集和比較，可自動調控裝置內部土壤溫度，保持裝置內外土壤溫度的一致性，避免溫差過大對結果真實性的影響。同時利用NH3和硫酸的反應原理、氣體擴散理論和過量的收集液，確保對土壤揮發性氨氣可以進行連續和完全的收集。該發明雖然可長期連續收集野外土壤揮發性氨氣，但是不能快速測定土壤速效氮。
[0006]北京農業信息技術研究中心的趙春江;鄭文剛；董大明；趙賢德;鮑鋒；申長軍;吳文彪等申請的發明專利“201110431588”，介紹了一種農田土壤氮素在線檢測系統及方法，涉及農業傳感技術和儀器儀表技術領域。該系統包括:激光器，發射預設波長的激光;至少一套傳感探頭，用于將所述激光器發出的光照射到待測土壤表層，并收集待測土壤表面被激發至等離子態的光學信號;傳導光纖，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處理模塊之間，將所述激光器發出的光傳導至所述傳感探頭，以及將所述傳感探頭收集的光學信號傳送至信號處理模塊;信號處理模塊，用于根據所述傳感探頭收集的光學信號，計算所述待測土壤的氮素濃度。該發明的系統及方法省時、省力、實時性好且實用性強。但是該方法需要很多儀器和零件，需要電源，需要較深的專業知識和技能，對于農民及時檢測田間土壤速效氮素含量仍然十分不便。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是針對上述現有技術中的不足，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]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
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+的已知濃度銨態氮溶液，相鄰銨態氮溶液濃度相差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，然后分別涂抹準備好的已知濃度銨態氮溶液，靜置3-5分鐘，風干或曬干或晾干，根據分別顯示的不同顏色，制作成色階對比圖，對應不同濃度的銨態氮；
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羹挑取)，擠碎后溶于10_24g純凈水(田間可用調羹快速量取)，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。快速檢測取液時可以使用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，用力輕輕推動注射器活塞，將濾液直接滴入已經涂布一層氫氧化鈉溶液的指示試紙上。
[0009]本發明進一步的設計方案中，步驟I中所述黑色試紙的厚度為0.5-3毫米。
[0010]本發明進一步的設計方案中，步驟I中先在所述黑色試紙均勻涂抹一層強力膠，然后再在強力膠層上迅速均勻噴涂一層四碘汞酸鉀粉末。
[0011]本發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的判斷標準為:檢測結果在0-50 mg.L—1范圍的土壤為有效氮缺乏的農田土壤，需要多施用氮肥;檢測結果在50-120 mg.L—1范圍的土壤為有效氮正常的農田土壤;檢測結果在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，同時隨降雨和灌溉流失至河流中，造成水體富營養化和水污染。
[0013]本發明具有以下突出的有益效果:
本發明采用一種指示試紙的方法檢測農田土壤和河流水體中速效氮素，具有快速、簡便、成本低、易操作的優點，使得農民不需要專業知識、不需要昂貴的儀器、無需復雜操作，在幾分鐘之類就能學會使用方法，幾分鐘之類就能快速知道土壤速效氮的含量范圍，指導農民合理科學施肥，減少肥料浪費，減少水體污染，保護環境。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本發明作進一步說明:
實施例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力膠，然后再在強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份已知濃度銨態氮溶液，第一份銨態氮溶液濃度為O，第二份銨態氮溶液濃度為5 mg.L—1NH4+，以此類推，相鄰銨態氮溶液濃度相差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，然后分別涂抹準備好的已知濃度銨態氮溶液，靜置3-5分鐘，根據分別顯示的不同顏色，制作成色階對比圖，對應不同濃度的錢態氮，每I mg.!/1NH4+對應土壤中有效氮濃度為Img.kg—1;
3)待測土壤處理:取I調羹土壤固體顆粒(約4g)，擠碎后放入清潔的瓷碗中，加入2調羹純凈水(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，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說明該農田土壤中嚴重缺氮，需要多施用氮肥才能滿足作物正常生長。
[0015]實施例2
一種土壤有效氮快速檢測方法，包括以下步驟:
步驟1、2同實施例1，其中已知濃度銨態氮溶液配制20份，第一份銨態氮溶液濃度為0，第二份銨態氮溶液濃度為10 mg.L—1NH4+，以此類推，相鄰銨態氮溶液濃度相差10 mg.L—1NH4+;
3)待測土壤處理:取I調羹土壤固體顆粒(約Sg)，擠碎后放入清潔的瓷碗中，加入3調羹純凈水(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，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，并跟試紙旁的標準色階比對，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、浪費和水環境富營養化及污染。
[0016]以上是本發明的較佳實施例，凡依本發明技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本發明技術方案的范圍時，均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
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+的已知濃度銨態氮溶液，相鄰銨態氮溶液濃度相差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，然后分別涂抹準備好的已知濃度銨態氮溶液，靜置3-5分鐘，風干或晾干或曬干，根據顯示顏色的不同，制作成色階對比圖，對應不同濃度的銨態氮； 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.根據權利要求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.根據權利要求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力膠，然后再在強力膠層上迅速均勻噴涂一層四碘汞酸鉀粉末。4.根據權利要求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】G01N21/78GK105911055SQ201610277814
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】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