[发明专利]一种用立体几何知识分析土壤三相比数据的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用立体几何知识分析土壤三相比数据的方法，属于农业生产技术领域，专用于农林园艺生产中大田或盆栽土壤物理性状的评价方法。

背景技术

土壤是农业、林业和园艺生产中的基本要素。2008年，我国现代玉米产业技术体系对全国玉米主产区农田土壤进行调查，发现耕层土壤质量变差已经成为影响我国粮食生产能力的主要障碍因素。

围绕改善耕层土壤质量，国内外土壤科研工作者开展了大量的研究工作。曾德超（1995）较早对土壤三相比进行研究，认为土壤是由固相数值、液相数值、气相数值物质构成的一种性态介于固体和液体之间的颗粒性半无限介质，土壤三相之间相互联系、转化、制约，是一个不可分割的有机整体，在功能上构成了土壤肥力的物质基础，不同三相比率的土壤其肥力水平不同。土壤三相交替表面上的土壤养分是能够被作物根系直接吸收利用的速效养分，而土壤中各种速效养分的数量直接影响农作物的生长发育、产量和品质(陆欣，2001)。一般情况下，适宜作物生长的土壤三相比是固相数值:液相数值:气相数值=50:25:25 （Brady N C and Weil R R, 2002; 张兴义，2005；李法虎，2006），调节合理土壤三相比为作物生长提供良好的水、热、气、肥条件是土壤结构改良的最终目的。

长期以来，土壤结构的评价一般都采用土壤的机械组成、容重、孔隙度、硬度、湿度等单相、双相指标来描述，这些指标往往会受到土壤质地和比重不同的影响而限制其在评价土壤结构方面的作用。土壤三相比从土壤的组成出发，用土壤固相数值、液相数值、气相数值所占土壤的比例来表示，在整体上描述土壤的物理性质，能够排除质地等因素对处理效果干扰，在评价土壤结构方面明显优于其他指标。但是，目前的统计知识中没有适用的方法来评价土壤三相比数据，土壤科研工作者无法辨别土壤三相比的变化是由处理引起的还是由误差造成的，严重限制了土壤三相比这个指标在土壤物理性质研究领域中的应用。因为每一个土壤样本所测得的三相比数据包括土壤固相数值、液相数值和气相数值三个部分（如：55:25:20），不能被直接用来进行统计分析。

以往评价土壤物理性状时，将土壤三相比中的每一项都求出平均值罗列在表格中，或者用平均值做成三角形的三元图，这些方法非但不能准确比较处理之间的差异，在二维图形中绘制的土壤三相比数据图表因为扭曲了三相比数据三位空间的实际存在状态，会给我们分析数据带来疑惑。若能找到一个能够将土壤三相比数据转化为可以进行统计分析并可用于作图的方法，实现对处理复杂的大田土壤改良试验中获得的三相比数据进行科学分析，不仅可以消除土壤三相比这个指标在土壤科研工作中存在的障碍，而且可以增加土壤结构研究结果的准确性。

综上所述，针对土壤三相比这一土壤物理指标，目前还没有一种简便、准确的分析手段可用于指导农业科研和生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有土壤三相比数据在分析过程中存在的缺陷，提出一套简便、可行的土壤三相比数据分析方法，根据测得的土壤三相比数据进行统计分析、作图和指导田间管理，判断土壤物理性状适宜性。

本发明的技术方案如下：

1. 一种用偏离值分析土壤三相比数据的方法，其特征在于：测定土壤样品固相数值、土壤样品液相数值、土壤样品气相数值，利用公式R=|                                                |计算土壤三相比偏离值，其中R为所测定土壤样品三相比与土壤理想状态下三相比的偏离值，X为土壤样品固相数值，Y为土壤样品液相数值，Z为土壤样品气相数值。

所述土壤理想状态下三相比为土壤固相数值：土壤液相数值：土壤气相数值=45-55：22.5-27.5：22.5-27.5。

所述土壤理想状态下三相比为优选土壤固相数值：土壤液相数值：土壤气相数值=50：25：25。

土壤固相数值：土壤液相数值：土壤气相数值=100×（1－土壤孔隙度）：100×土壤含水率：100×（土壤孔隙度－土壤含水率）

土壤固相数值=100×（1－土壤孔隙度）

土壤液相数值=100×土壤含水率

土壤气相数值=100×（土壤孔隙度－土壤含水率）

土壤容重（g/cm³）=（烘干后带土环刀重－环刀重）/环刀容积

环刀容积=100cm³

环刀重=91±0.5g