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浅议我国土肥速测技术体系发展的技术方向与当前进展
发布时间:2011-01-26   点击次数:1272次

一.我国测土施肥的历史进程与土肥速测工作者的使命

我国测土施肥事业在农业部的领导下正在从事着建立长效机制、满足农民个性化测土需求的伟大工程,它意味着我国测土施肥的指导方针正在由宏观测土施肥的指导与管理逐步转为宏观管理与微观服务并重的历史时期。

土肥速测设备及其技术体系正是适应这一历史需求而诞生的。它要求研究发展一种方便、快捷、低廉、准确的测试技术,这是因为没有这样的测试技术就不能满足农民个性化测土需求,长效机制就不能建立(农业部范小建副部长语,但不须注明)。这些要求中,zui核心的是成本低廉,zui关键的是测试的准确性,只有这二者的统一才能实现农业部和全国农民对速测的期望。

二.土肥速测技术体系的构成

土肥速测仪及其技术体系应用领域的定位是农村基层技术推广和流动农化服务。这是因为基层测土施肥服务体系的运作要求测试技术必须具有便携化、快捷化、功能综合化、和配套化的特点,并在这些条件下实现低成本和保证推荐施肥的准确性。这就决定了它不仅是一台精度高的光电比色仪,而必须是集成有多方面速测技术的一个技术和装备体系。这个体系包括前处理 、测试分析 、植株养分诊断、施肥指导与信息处理等4各分体系。见下图:


.发展速测技术体系应予关注的若干问题和进展。

1.土肥速测仪应载有保证精度的低成本快速分析技术

1)土肥速测仪功能的综合性

速测仪是一种只用于测定土壤或肥料养分的仪,因而目前速测仪多采用滤光或发光二极管而不是分光光电技术,仪器功能无冗余而造价较低,但速测仪又是一种在农村基层脱离开实验室能综合测定多种养分的综合测试仪,他面对测定*氮磷钾、有机质、水解氮、甚至微量元素和重金属等多方面的要求,因而它与实验室相比,要求一仪多用。使之能大幅度降低购置成本、房屋和设备折旧成本。这就要求具有在光电比色计上实现多用途的配套测试技术。

2)要重视波长的性:

光电二极管和滤光片的中心波长分散大,半波宽度大,易于导致灵敏度下降和线性误差过大。特别是用一种颜色的波长测定多种项目时,虽然似乎也能实现检测功能,但其误差常常严重超标,因而优选器件和对线性误差逐台进行全数检验是保证质量的技术关键。

3)重量法称取土样的不可替代性 :

当前许多厂家为了降低仪器配套器具成本,普遍采用土样匙用容积法量取土样。应该指出:这种方法只适用于经过风干、粉碎、过筛后的土样,而不适于鲜土土样。实验表明,容积相同而由于鲜土的含水量和质地不同可以造成10~30%的重量误差。所以如果土壤测试仪采用容积法取土样是不能测鲜土的。

4)联合浸提技术是速测的基础:

土壤养分的提取常常占到测试时间的2/3以上,是测试速度和成本的重要影响因素。因而联合浸提技术是世界上土壤测试的重要发展方向之一,也是速测能以做到低成本的技术依托之一。目前国内被采用的联合浸提剂有ASI体系和Mehlich3体系,他们们可以一次浸提磷、钾和多种微量元素,但不能测氮元素。为此我校经过十多年的研究和实验,开发了YN—NPK型*氮磷钾联合浸提剂,以适应我国农村土壤速测的实际需求。该浸提剂同常规分析方法有极显著的相关性。可以提高浸提速度6~24倍。

5)速测分析方法应具备的特点

速测分析方法是以常规方法为基础,经过适用性选择和必要的改造而产生的。它的主要要求有四。①采用比色法,以便能在速测仪上实现综合测定,这是仪器功能综合性要求的延伸;如测钾、有机质。②与联合浸提剂的适应性,由于浸提液pH值不同于常规,反应条件不同,采用的药剂和规范也要调整;③对药剂粗放用量的适应性,这是因为基层速测多采用滴瓶定量。计量较粗放。必须选择对剂量变化不敏感的工作点。重新选择确定分析规范;④药剂的易保存性,速测仪的药剂应是经过检验的成品药剂,保质期至少一个季度。

2.重视前处理技术的配套性

1)土样水分测试功能的必要性:

水分风干是实验室测试周期长成本高的原因之一,也是测土效率不能满足时效性、不能满足*氮测定准确性的重要原因。这是多数速测仪厂家未能重视的问题。由于土样的采取是多点采样后混合的,因此氺分的测定不能直接埋入田里测定,而应该是能够脱离实验室便携测定松散土样的。测定的误差要在2%以下。

2)基层和流动服务需要快速、安全、大消化量的便携消化装置:

在基层服务点或流动服务车中常需要对样品进行消化。为了实现低成本速测,又不宜配备昂贵的原子吸收设备和微波消化仪,也不宜设置有专门通风设备的消化室。即便是微量或痕量的元素也要在速测仪上进行测试,这就要求大消化量的无酸气排放的可以便携的消化仪。目前我国*台此类设备---YN-HX型编写环保消化仪已经面市,在同时消化20g干物质的工作条件下其酸气吸收率可达99.7%以上。

3)手摇浸提不能保证速测的精度。

速测要做到准确,必须使用某种设备,试验室zui常用的振荡器或机械搅拌仪通常较大。需要有适于便携而且稳定的设备。

3.大力加强植株养分诊断设备与技术系统的研发

植株养分诊断对于指导追肥施肥,及时补充缺素营养对作物丰产是非常重要的环节,是测土施肥的重要补充。我国土肥工作者,特别是中国农业大学在建立营养诊断体系方面做了大量的工作。但由于仪器与试纸依赖进口,推广遇到困难。我河南农大迅捷测试研究所zui近推出了国产反射式植株营养诊断仪。

可望改变依赖进口设备和试纸的状况。但我国作物种类繁多诊断技术体系建设尚需土肥工作者做长期艰苦努力。

4.施肥专家系统要跟上速测的发展进程

如何解释测土数据指导施肥是测土施肥的zui后环节。它需要依靠有经验的专家做推荐施肥服务,但在农村基层,专家、技术人员短缺,严重制约了测土施肥效果的实现。专家系统是在专家们长期积累的知识和经验的基础上,按照一定的施肥原理建立起来的计算机智能系统,可以代替专家做推荐施肥决策。当前的专家系统大多是针对某类地区某种单一作物建立的。由于基层服务的作物多样性和各地的地方特点。单一作物的专家系统难以满足基层和流动服务的要求。为了尽快摆脱这种制约。我们提出了一种多作物通用、简易专家系统框架结构的施肥指导仪软件方案,可以根据当地专家经验和当地田间试验数据因地制宜、因时制宜地调整作物和施肥指标数据。与速测仪配套,便携使用,发挥“地方小专家"作用。

5.加快土壤、植株养分速测技术标准体系的的制定:

技术标准化是技术推广的前提。2003年以来,农业部陆续下达了三项土壤速测行业技术标准制标任务,均已由我校和全国农技推广服务中心合作完成。包括YN—NPK联合浸提剂、适用于该浸提剂的*氮磷钾测定方法和土壤养分速测仪通用技术条件。初步解决了基层zui急需的几项速测技术标准,但还需制定更多的标准才能形成完整的技术标准体系。

总之,低成本速测技术是一项多领域集成的技术体系,它的发展必须强调装备与技术体系的配套性,强调其面向基层的适用性和实用性,把快捷方便低廉准确的目标体现在每一个技术环节。以完成建立测土推荐施肥长效机制和向宏观管理与微观服务相结合过渡的任务。

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