[发明专利]一种土壤硝态氮含量测量方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种土壤硝态氮含量测量方法及装置，该土壤硝态氮含量测量方法包括：S1，将预设份量的土壤样本与纯净水按比例混合，配置土壤溶液；S2，将制备的阴离子交换膜与土壤溶液混合预设时间后，对阴离子交换膜依次进行纯净水清洗和干燥处理；S3，对干燥处理后的阴离子交换膜上富集的硝态氮进行光谱检测，基于光谱检测得到的特征光谱强度信息，计算土壤样本中硝态氮的含量；本发明操作便捷，整个测试操作过程集成度高，对测试流程和技术人员的专业性要求低，无需化学试剂参与目标物的提取，可实现现场快速检测，对于大田土壤养分的及时监测及过量施肥可能导致的土壤面源污染快速响应均具有重要意义。

技术领域

本发明涉及农田土壤面源污染检测领域，尤其涉及一种土壤硝态氮含量测量方法及装置。

背景技术

硝态氮是指硝酸盐中所含有的氮元素。水和土壤中的有机物分解生成铵盐，被氧化后变为硝态氮。硝态氮用于农业补充氮元素，使作物生长加快，延长作物的生长期和采收期。作物缺氮会导致果实发育不良，出现较多畸形果实，相应的，硝酸钾等肥料对农作物的生长起到至关重要的作用，属于作物生长所必须的三大营养元素之一。

由于土壤中硝态氮与土壤胶体同样带有负电荷，不易被土壤胶体吸附，从而硝态氮作为速效氮肥的重要组成部分，是植物能够直接吸收的重要营养物质，土壤中硝态氮含量的高低也是衡量土壤肥力的重要指标之一。然而，土壤中氮循环过程中的硝化、反硝化作用，不仅会导致氮素的损失，而且还有可能由于过量施肥而导致出现土壤面源污染等问题，因此，对土壤硝态氮的测量具有重要意义。

在现有技术中，对土壤硝酸盐测定方法包括紫外分光光度法、流动注射法、离子色谱法、离子选择电极法等。这些测定方法均需要在实验室内进行，无法用于现场作业，尤其是对于紫外分光光度法、流动注射法、离子色谱法而言，在测量时，均需要进行土壤样本过筛、研磨前处理，化学试剂浸提、过滤等操作，不仅操作流程复杂，测量周期长，对测量人员的专业性要求高，而且在测量过程中需要引入化学试剂进行土壤浸提，存在化学试剂二次污染隐患。

在现有的专利文献中，公开了一种基于红外光谱的土壤硝态氮快速测量装置及使用方法，它是采用红外ATR附件对土壤糊状泥浆进行测量，以获取土壤中硝态氮的含量。由于该方法的测量原理是基于红外光在土壤糊状泥浆与红外ATR附件相应晶体表面的相互作用，从而在测量过程中，需要严格地控制原土壤样本的颗粒大小及原土壤样本与水的混合比例，以此来保证将原土壤样本调配呈泥浆态，并与红外ATR附件相应晶体的表面紧密贴合，如此才能保证测量的准确性。

在另一个专利文献中，公开了一种土壤硝态氮浸提剂及土壤硝态氮快速测定方法，该测量方法在对土壤硝态氮的测定中，引入了化学试剂进行浸提、显色、滴定等处理，并采用比色/紫外吸收法实现，操作流程复杂、对测试人员的专业性要求高，需要实验室分析仪器配合进行相关的分析测试，并不适用于野外现场应用。

由此可见，现有的对土壤中硝态氮的测量方法普遍存在较强的室内局限性，样本处理要求严格，操作繁琐，需化学试剂参与，并在测量中存在化学试剂二次污染的风险。

发明内容

本发明实施例提供一种土壤硝态氮含量测量方法及装置，用以解决现有的对土壤中硝态氮的测量方法存在室内局限性强、样本处理严格、操作繁琐及化学试剂二次污染风险的问题。

本发明实施例提供一种土壤硝态氮含量测量方法，包括：S1，将预设份量的土壤样本与纯净水按比例混合，配置土壤溶液；S2，将制备的阴离子交换膜与所述土壤溶液混合预设时间后，对所述阴离子交换膜依次进行纯净水清洗和干燥处理；S3，对干燥处理后的所述阴离子交换膜上富集的硝态氮进行光谱检测，基于光谱检测得到的特征光谱强度信息，计算所述土壤样本中硝态氮的含量。

根据本发明一个实施例的土壤硝态氮含量测量方法，S2中所述将制备的阴离子交换膜与所述土壤溶液混合，进一步包括：将所述阴离子交换膜置于所述土壤溶液中，采用振荡器或搅拌器辅助所述阴离子交换膜与所述土壤溶液的充分接触混合。