[发明专利]一种基于比色测定技术的土壤含水率检测方法

说明书

本发明涉及一种基于比色测定技术的土壤含水率检测方法。以0.1～30g/L六水合氯化钴的有机溶液为显色剂浸提待测土壤样品，在380～680nm的波长下，测定待测溶液的吸光度；对所测吸光度进行修正；根据上步所得吸光度在已建立的吸光度‑土壤含水率标准曲线上查找对应的土壤含水率；或者将上步所得吸光度代入到已建立的吸光度‑土壤含水率标准曲线方程，求得对应的土壤含水率。本发明的测水分方法不受土壤种类、成分、容重、扰动等的影响，误差可控制在2％以下，是一种普适性土壤墒情检测方法；既适用于在野外现场速测，也适用于实验室快速测定土样水分。

技术领域

本发明属于农用检测仪器领域，具体为一种基于比色测定技术的土壤含水率检测方法。

背景技术

“建立节水型社会，发展节水型农业”是国家的重大战略部署。监测农田墒情变化，开展节水灌溉对保障我国粮食安全有重要意义。目前田间土壤水分检测方式有分布式埋入监测，和便携式水分检测两类。绝大多数采用介电原理的频域反射或时域反射式水分仪。其检测速度快，操作简单，但检测精度受土壤种类、成分、容重、土壤扰动等的影响，对于埋入式应用该误差可以通过与实验室方法对比就地校准加以解决，而对于便携式应用，则常常造成甚至10～20％的巨大误差。

土壤水分快速测量技术的研究，国外学者研究起步较早。1922年，Gardner就开始从事张力计快速测定非饱和土壤张力的研究；1939年Shawbauer开始利用埋入土壤的热电线电阻变化进行土壤水分快速测定的研究；1950年，中子衰减法开始被应用于快速测量土壤含水量；1976年，Topp和Davis首先将时域反射法引入土壤水分快速测量的研究；1983年，Hainsworth试验利用X射线快速测量土壤湿度；1991年，Walley利用近红外方法快速测量土壤含水量取得了一定的研究成果。

近年来，我国的土壤水分快速测量技术也陆续取得了一些进展，从传统的烘干法逐步发展到快速测量技术，很多学者和专家力图寻找一种适合中国国情、价廉物美、简洁方便的土壤水分快速测量方法。20世纪70年代末期，西安电子科技大学开发了SVJ-3型微波水分测定仪；1960年我国也开始在实验室利用γ射线透视法测量土壤含水量；1982年，阻抗方法测量土壤含水量也得到了应用；20世纪末期，出现了基于驻波率原理的快速土壤测量技术，如时域反射仪、频域反射仪等。但这些方法及所用设备复杂(微波法、γ射线、中子法、近红外法)或者对土壤种类的适应性受限，而且使用前的校准工作繁复(时域法、频域法、驻波率法)。众所周知，土壤是一种由惰性固体、活性固体、溶质、气体和水组成的非匀质、多相、分散和颗粒化的多孔系统。由于其物理特性复杂，空间变异性大，造成了利用上述物理法测量水分的困难。

1963年黄希陶使用无水硫酸铜比色法测定煤油中的水分(化学世界1963.4)，在我国首次提出以比色法进行水分测定，1980年陆文林使用无水氯化钴比色法测定土壤水分(农业机械学报1980.12)，首次把比色法用于土壤水分测定，其原理是无水氯化钴遇水变成粉红色，其反应为：CoCl₂+6H₂O＝【Co(H₂O)₆】Cl₂，随着水与溶剂丙酮的比例加大，比色溶液颜色由蓝色向粉红转化。