[发明专利]一种土壤速效养分原位监测系统及方法

说明书

本发明涉及农业技术领域，提供一种土壤速效养分原位监测系统及方法，其监测系统包括土壤溶液采集器、样品测试装置和动力装置；样品测试装置包括样品测试瓶及内置于样品测试瓶中的体积计量装置、补水装置和离子传感器，土壤溶液采集器埋设在预设深度的原位土壤中，并通过第一管路连通样品测试瓶，样品测试瓶通过第二管路连通动力装置；本发明可实现对原位土壤中硝态氮、有效磷及有效钾等速效养分的快速测试与分析，其测试过程简单，效率高，且不破坏土壤结构，这对实时了解土壤中速效养分浓度的动态变化，并为制定科学合理的施肥计划提供了重要的数据与技术支撑。

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种土壤速效养分原位监测系统及方法。

背景技术

土壤速效养分是指土壤所提供的植物生长所必需的易被作物吸收利用的包括硝态氮、速效磷及速效钾等营养元素。受作物根系吸收及灌水等众多因素影响，不同元素形态的速效养分在土壤中具有较大的时空变异性，而实时掌控土壤中速效养分的迁移变化规律是制定合理的施肥计划，减少养分损失，提高肥料利用率以及获得作物高产的重要前提与保证。

土壤中的速效养分大多是无机形态，以离子形式存在于土壤水或吸附在土壤胶体表面，而直接获取土壤速效养分浓度存在较大技术难度。目前，土壤速效养分浓度主要在室内通过化学分析方法测定完成，由于采集样品时对土壤结构破坏性大，分析测试过程耗时费力，数据的时效性差，从而难以准确获取作物所需养分的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种土壤速效养分原位监测系统及方法，用以解决当前通过室内化学分析获取土壤速效养分浓度的方式存在对土壤结构破坏性大，获取分析数据的时效性差，从而难以准确获取作物所需养分的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明在一方面提供了一种土壤速效养分原位监测系统，包括土壤溶液采集器、样品测试装置和动力装置；所述样品测试装置包括样品测试瓶及内置于所述样品测试瓶中的体积计量装置、补水装置和离子传感器，所述体积计量装置用于检测所述土壤溶液采集器采集到的土壤溶液的体积，所述补水装置用于对采集的土壤溶液按比例进行稀释，所述离子传感器用于检测稀释后的土壤溶液的浓度；所述土壤溶液采集器埋设在预设深度的原位土壤中，并通过第一管路连通所述样品测试瓶，所述样品测试瓶通过第二管路连通所述动力装置。

优选的，本发明中所述补水装置包括入口端伸入至所述样品测试瓶内的补水管。

优选的，本发明中所述补水装置还包括测量杯；所述补水管的入口端伸向所述测量杯的敞口端，所述离子传感器伸入至所述测量杯内；所述体积计量装置为翻斗式渗漏计，位于所述测量杯的上侧，并用于承接来自所述土壤溶液采集器采集到的土壤溶液。

优选的，本发明中所述补水管上设有第一控制阀，所述测量杯的底端连通排液管，所述排液管的出口伸出所述样品测试瓶外，所述排液管上装有第二控制阀。

优选的，本发明中所述样品测试装置设为三套；三套所述样品测试装置中的所述离子传感器依次为对应检测硝酸根离子、钾离子或磷酸根离子的离子选择电极。

优选的，本发明中所述土壤溶液采集器包括多个；多个所述土壤溶液采集器设置在不同预设深度的原位土壤中。

优选的，本发明中所述动力装置包括负压泵与缓冲瓶；所述样品测试瓶通过所述第二管路连通所述缓冲瓶，所述缓冲瓶通过第三管路连通所述负压泵的吸气端。

优选的，本发明在另一方面还提供了一种基于上述土壤速效养分原位监测系统的监测方法，包括：

S1，启动动力装置，对样品测试瓶抽真空；

S2，通过体积计量装置检测采集的土壤溶液的体积，并由补水装置对采集的土壤溶液按比例进行稀释，离子传感器检测稀释后土壤溶液中相应养分的浓度。