本發(fā)明屬于土壤養(yǎng)分檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤富里酸含量的檢測方法。

背景技術(shù)：

富里酸(Fulvic acid，簡稱FA)屬于腐植酸的一種，別名為黃腐殖酸，是土壤腐植質(zhì)的組成成分之一。顏色較淺，多呈黃色。主要由碳、氫、氧和氮等元素構(gòu)成，碳氫比值較低，分子式為C₁₄H₁₂O₈溶解能力強，移動性大，對某些土壤的淋溶和沉積起很大作用，可以改善土壤環(huán)境。特性為低分子量和高生物活性。由于低分子量的特性，它能很好的粘貼及融合礦物質(zhì)和元素到它的分子結(jié)構(gòu)中，擁有很好的溶解性和流動性。富里酸在土壤中的吸附作用影響著其肥力和土壤環(huán)境，這種吸附作用強弱與富里酸含量有著密切關(guān)系。

因此，測定土壤中富里酸的含量，對于了解土壤的環(huán)境狀況和肥力狀況具有及其重要的意義。但是現(xiàn)有的土壤富里酸含量的檢測方法需要配制化學(xué)試劑，測定過程中化學(xué)尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的傷害，而且存在操作步驟繁瑣，檢測時間長的缺陷。因此，有必要開發(fā)一種無污染、操作簡便、快速精確的土壤富里酸含量的檢測方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種土壤富里酸含量的檢測方法，解決了現(xiàn)有檢測方法測定過程中化學(xué)尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的傷害，而且存在操作步驟繁瑣，檢測時間長的問題。

本發(fā)明提供的一種土壤富里酸含量的檢測方法，包括以下步驟：

步驟1，采集所需測定富里酸含量的土壤樣品；

步驟2，將土壤樣品除雜質(zhì)、風干、研磨，最后于45-55℃條件下干燥2h，得到待測土壤；

步驟3，測定待測土壤在350-2500nm波段的反射率，得到350-2500nm波段的反射率數(shù)據(jù)；

步驟4，對350-2500nm波段的反射率數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪，再進行平滑處理；

步驟5，提取待測土壤在1169nm、1170nm、1345nm、1346nm、1347nm、1348nm、1785nm波長的反射率數(shù)據(jù)；

步驟6，將提取的反射率數(shù)據(jù)代入土壤富里酸含量檢測模型：

Y＝-142.792x₁-139.9806x₂+100.1432x₃+104.7488x₄+114.9741x₅+114.8355x₆-152.3276x₇-1.06591，計算得出該土壤樣品的富里酸含量；

其中，Y為富里酸含量，單位為g/kg；x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆、x₇分別為待測土壤在1169nm、1170nm、1345nm、1346nm、1347nm、1348nm、1785nm波長的反射率。

優(yōu)選的，步驟2中，將土壤樣品于室內(nèi)風干，并且研磨后過孔直徑為2mm的篩。

優(yōu)選的，步驟3中，所述光譜反射率的測定儀器為美國ASD公司生產(chǎn)的QualitySpec Trek手持式光譜儀，其光譜分辨率在350-700nm為3nm，701-1400nm為9.8nm，1401-2500nm為8.1nm。

優(yōu)選的，步驟3中，將待測土壤平鋪于直徑為5cm的漆黑的培養(yǎng)皿中，測定時，保持室內(nèi)環(huán)境溫度恒定，控制好QualitySpec Trek手持式光譜儀的探頭與待測土壤表面的距離，使探頭內(nèi)置光源不漏光。

優(yōu)選的，將待測土壤平鋪于直徑為5cm的培養(yǎng)皿后，待測土壤的厚度為10-15mm。

優(yōu)選的，步驟4中，所述平滑處理采用的方法為Savitzky-Golay Smoothing，平滑窗口為7。

優(yōu)選的，步驟5中，1169nm、1170nm、1345nm、1346nm、1347nm、1348nm、1785nm波長的反射率數(shù)據(jù)，分別為同一待測土壤重復(fù)4次測定的反射率數(shù)據(jù)的平均值。

本發(fā)明土壤富里酸含量的檢測方法，實現(xiàn)了土壤中富里酸含量的快速準確檢測，不需要配制任何化學(xué)試劑，避免了測定過程中化學(xué)尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的傷害，同時也大大簡化了操作步驟，縮短了檢測時間。能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中土壤富里酸數(shù)據(jù)測定的需求，提供了快速獲取施肥量依據(jù)的手段，適合推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1土壤富里酸實測值與檢測值散點圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，對發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應(yīng)當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

實施例1

步驟1，采集所需測定富里酸含量的土壤樣品，土壤樣品取樣深度為20-40cm，由于采樣區(qū)域內(nèi)不同位置土壤的富里酸含量有所不同，為了更加準確的得出該區(qū)域土壤中的富里酸含量，為了驗證該方法的可行性和可重復(fù)性，我們共采集了80個土壤樣品進行測定。

步驟2，將土壤樣品除雜質(zhì)，置于室內(nèi)風干，用研缽研磨，然后過孔直徑為2mm的篩，最后于50℃條件下干燥2h，得到待測土壤。

所述雜質(zhì)為石子、肉眼可見的植物根系和枯枝落葉。

需要說明的是，45-55℃之間的任一溫度均可用于干燥土壤樣品，且能達到同樣的效果，故本實施例僅以50℃為例，說明本發(fā)明的步驟。

步驟3，將待測土壤平鋪于直徑為5cm的漆黑的培養(yǎng)皿中，且待測土壤平鋪于直徑為5cm的培養(yǎng)皿后，待測土壤的厚度為15mm，測定時，保持室內(nèi)環(huán)境溫度恒定，控制好QualitySpec Trek手持式光譜儀的探頭與待測土壤表面的距離，使探頭內(nèi)置光源不漏光，然后用美國ASD公司生產(chǎn)的QualitySpec Trek手持式光譜儀測定待測土壤在350-2500nm波段的反射率，得到350-2500nm波段的反射率數(shù)據(jù)。

需要說明的是，只要將土壤鋪滿平板就可以用于測定反射率，優(yōu)選的，待測土壤的厚度為10-15mm，上述條件均能達到同樣的效果，故本實施例僅以15mm為例，說明本發(fā)明的步驟。

需要說明的是，ASD公司生產(chǎn)的QualitySpec Trek手持式光譜儀中，光譜分辨率在350-700nm為3nm，701-1400nm為9.8nm，1401-2500nm為8.1nm。

步驟4，對350-2500nm波段的反射率數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪，再進行平滑處理，平滑處理采用的方法為Savitzky-Golay Smoothing，平滑窗口為7；

步驟5，提取待測土壤在1169nm、1170nm、1345nm、1346nm、1347nm、1348nm、1785nm波長的反射率數(shù)據(jù)；

步驟6，將提取的反射率數(shù)據(jù)代入土壤富里酸含量檢測模型：

Y＝-142.792x₁-139.9806x₂+100.1432x₃+104.7488x₄+114.9741x₅+114.8355x₆-152.3276x₇-1.06591，計算得出該土壤樣品的富里酸含量；

其中，Y為富里酸含量，單位為g/kg；x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆、x₇分別為待測土壤在1169nm、1170nm、1345nm、1346nm、1347nm、1348nm、1785nm波長的反射率。

需要說明的是，為了更準確的檢測每一個土壤樣品的富里酸含量，我們對同一土壤樣品重復(fù)4次測定，得到4組350-2500nm波段的反射率數(shù)據(jù)，并對每組350-2500nm波段的反射率數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪，再進行平滑處理；分別提取4次測定的同一土壤樣品在1169nm、1170nm、1345nm、1346nm、1347nm、1348nm、1785nm波長的反射率數(shù)據(jù)，分別取對應(yīng)波長的平均值，帶入土壤富里酸含量檢測模型，即得到一個土壤樣品的富里酸含量。

表1是利用室內(nèi)化學(xué)測定法獲取的80個土壤樣品富里酸含量的真實值與利用實施例1的方法得到的檢測值的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從表1可知，80個土壤樣品真實值與檢測值的平均值、最大值、最小值均非常相近；圖1是土壤樣品富里酸含量檢測值與真實值的擬合程度。真實值與檢測值之間的決定系數(shù)(R²)達到0.52，均方根誤差(RMSE)僅有0.36g/kg，平均絕對誤差(MAE)只有0.27g/kg，標準差與均方根誤差比(RPD)達到1.56，根據(jù)RPD評價標準，RPD>1.4，則說明模型具有較好預(yù)測的能力。該結(jié)果表明，本發(fā)明的方法可以準確、快速的檢測土壤樣品富里酸含量。

表1土壤富里酸含量檢測結(jié)果

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。