土壤中镁离子的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土壤领域，具体而言，涉及一种土壤中镁离子的检测方法。
【背景技术】
[0002] 土壤盐渍化是干旱可持续发展和改善环境质量的战略问题。我国盐渍土面积大， 分部广，堪称世界之最。据统计，我国耕地中的盐渍化面积达到9. 2X 106hm2,占全国耕地面 积的6. 62 %。土壤盐渍化问题和灌溉引起的土壤次生盐渍化问题严重制约了盐渍化地区农 业的进一步发展，也是影响生态环境稳定性的重要因素。盐渍土中的可溶性盐类，一般在溶 液中以离子形式存在，盐基离子过高对于植物的伤害被称为盐害。这些离子在高浓度下除 产生直接伤害外，还会产生次生伤害作用。
[0003] 镁离子是细胞中含量最多的两价阳离子，在植物的许多生理生化过程中起到至关 重要的作用。在高等植物中，Mg 2+是叶绿素的核心组分，可促进光合碳同化，并能调节不同 光系统之间激发能的分配和比例，还可以作为ATP的辅助因子。土壤中碳酸氢镁的大量累 积，会影响作物对钙的吸收，钙贫乏必然影响植物细胞壁的生成。关于镁离子的毒害可能与 植物组织内钙素供应不足有关，土壤中钙和镁离子的比例不同，会对植物产生不利影响。一 般认为，土壤中钙和镁离子对植物最适宜的比例为2 : 1或1 : 1。田兆顺等研究指出，盐 渍化土壤中MgCO3^量超过15%，MgCO 3/CaC03K值超过1. 3倍时，对作物可引起毒害。但 当存在一定浓度的Mg2+和Ca 2+时，则可减轻Al3+的毒害作用。
[0004] 现有的对土壤中镁离子的检测方法监测点位少，覆盖面窄、因此代表性较差且费 时费力，无法反映大面积盐渍化土壤镁离子的含量，不能满足大面积监测的需求。
[0005] 针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供了一种土壤中镁离子的检测方法，以至少解决现有技术中无法 快速获取大面积盐渍化土壤镁离子含量的问题。
[0007] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种土壤中镁离子的检测方法，包括：获取 待检测的土壤试样；获取所述土壤试样中特征波段对应的连续统去除值；根据所述连续统 去除值通过镁离子检测模型检测所述土壤试样中的镁离子含量，其中，所述镁离子检测模 型包括所述镁离子含量与所述连续统去除值的对应关系。
[0008] 可选地，在根据所述连续统去除值通过镁离子检测模型检测所述土壤试样中的镁 离子含量前，所述方法还包括：建立所述镁离子检测模型。
[0009] 可选地，所述建立所述镁离子检测模型包括：在采样区域上采集多个土壤样品； 通过光谱仪测定所述多个土壤样品的光谱得到光谱数据，并采用Η)ΤΑ络合滴定法对所述 多个土壤样品的镁离子含量进行测定；去除所述光谱数据的边缘波段，并对去除边缘波段 后的光谱数据进行连续统去除处理，得到连续统去除值，然后根据相关性分析得到特征波 段；根据所述特征波段对应的连续统去除值通过多元逐步线性回归法建立用于检测镁离子 含量的镁离子检测模型。
[0010] 可选地，所述特征波段包括：1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、1416nm、 1400nm 和 1830nm。
[0011] 可选地，所述镁离子检测模型包括：丫 = -5395.59-6054.15父1771+975.24父474+11470· 72X 724-2821. 46X1859+22326. 27X1408-13437. 01X1416-9615. 92X1400+2697. 35X1830；
[0012] 其中，所述镁离子检测模型中的x1771、x474、x 724、X1S59、X1柳、x1416、x14。。、X腳分别表示 1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、1416nm、1400nm、1830nm 处的连续统去除值，Y 为根 据所述镁离子检测模型得到的镁离子含量。
[0013] 可选地，在所述根据所述特征波段对应的连续统去除值通过多元逐步线性回归法 建立用于检测镁离子含量的镁离子检测模型后，所述方法还包括：对所述镁离子检测模型 进行检验，并确定所述镁离子检测模型的模型精度。
[0014] 可选地，所述对所述镁离子检测模型进行检验，并确定所述镁离子检测模型的模 型精度包括：获取所述镁离子检测模型的建模均方根误差RMSE。、预测均方根误差RMSE P、建 模决定系数R。2、预测决定系数Rp2和相对分析误差RPD，并根据所述建模均方根误差RMSE c、 所述预测均方根误差RMSEP、所述建模决定系数R。2、所述预测决定系数R p2和所述相对分析 误差RH)确定所述模型精度；其中，所述模型精度分别与所述建模决定系数R e2、预测决定系 数Rp2和相对分析误差RPD为正比例关系；所述模型精度分别与所述建模均方根误差RMSE c 和所述预测均方根误差RMSEp为反比例关系。
[0015] 可选地，所述通过光谱仪测定所述多个土壤样品的光谱得到光谱数据包括：根据 每个土壤样品采集多条光谱曲线，并对采集的所述多条光谱曲线进行算术平均后得到所述 光谱数据。
[0016] 采用本发明实施例中的土壤中镁离子的检测方法，获取待检测的土壤试样；获取 所述土壤试样中特征波段对应的连续统去除值；根据所述连续统去除值通过镁离子检测模 型检测所述土壤试样中的镁离子含量，其中，所述镁离子检测模型包括所述镁离子含量与 所述连续统去除值的对应关系。这样，通过本发明实施例提供的镁离子检测模型进行镁离 子的检测，能够得到准确的镁离子含量，且实现简单，快速，成本低廉，从而解决了现有技术 中无法快速获取大面积盐渍化土壤镁离子含量的问题。
【附图说明】
[0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0018] 图1是根据本发明实施例的一种可选的土壤中镁离子的检测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0020] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限 于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产 品或设备固有的其它步骤或单元。
[0021] 图1是根据本发明实施例的土壤中镁离子检测模型的检测方法，如图1所示，该方 法包括如下步骤：
[0022] 步骤S101，获取待检测的土壤试样。
[0023] 其中，可以从盐渍化土壤中采集该土壤试样。
[0024] 步骤S102,获取该土壤试样中特征波段对应的连续统去除值。
[0025] 在本发明实施例中，该特征波段包括：1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、 1416nm、1400nm 和 1830nm。
[0026] 步骤S103,根据该连续统去除值通过镁离子检测模型检测该土壤试样中的镁离子 含量。
[0027] 其中，该镁离子检测模型包括该镁离子含量与该连续统去除值的对应关系。
[0028] 可选地，该镁离子检测模型包括：
[0029] Y = -5395. 59-6054. 15Χ1771+975· 24X474+11470. 72Χ724-2821· 46Χ1859+22326· 27X140S-13437. 01Χ1416-9615. 92Χ1400+2697. 35Χ1830；
[0030] 其中，该镁离子检测模型中的Χ1771、Χ474、Χ 724、X1S59、X剛、Χ1416、Χ_、X腳分别表示 1771nm、474nm、724nm、1859nm、1408nm、1416nm、1400nm、1830nm 处的连续统去除值，Y 为根 据该镁离子检测模型得到的镁离子含量。
[0031] 这样，通过本发明实施例提供的镁离子检测模型进行镁离子的检测，能够得到准 确的镁离子含量，且实现简单，快速，成本低廉，从而解决了现有技术中无法快速获取大面 积盐渍化土壤镁离子含量的问题。
[0032] 进一步地，在根据该连续统去除值通过镁离子检测模型检测该土壤试样中的镁离 子含量前，建立该镁离子检测模型。
[0033] 可选地，建立该镁离子检测模型可以包括下步骤：
[0034] S1、在采样区域上采集多个土壤样品。
[0035] 其中，通过网格采样法选取采样区域采集土壤样品，并去除砾石及动植物残骸等 杂质，并自然风干，风干后的样品经研磨后过筛，用于后续分别进行光谱和盐分测定。
[0036] 示例地，选取新疆维吾尔自治区南疆地区阿瓦提县、和田县、温宿县、新和县为采 样区域，土壤类型除新和县为盐土，其余均为水稻土；采用网格采样法，样点之间的距离为 50m左右，采集深度为表层0-20cm。以样区中心为起点，沿东、南、西、北四个方向采样，每个 方向的样点分布于一条直线上，每个采集的土样重量约为2kg，共采集土壤样品234个，其 中阿瓦提县56个、和田县46个、温宿县89个、新和县43个；去除土壤样品中的砾石及动植 物残骸等杂质，并自然风干，风干后的样品经研磨后一部分过2_筛，用于