一种基于介电谱的土壤原位养分速测方法与流程

文档序号:12452122阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于介电谱的土壤原位养分速测方法,其特征在于包括以下步骤:

对用多频谱养分传感器各频段对供试土壤样柱的空气值、水值、干土壤值和饱和土壤值进行测定,做为原始基础数据;

用供试土壤样柱模拟滴灌进行水肥一体化灌溉,直至样柱土壤饱和;

待水盐运移24小时后,根据原始基础数据通过以下公式计算得到含水量原始值和各频段VSIC(a~d)值:

VSICa=[(ADaLa*3-ADaH1-ADdsH1-ADdsLa)-(ADsLa*3-ADsH1-ADssH1-ADssLa)]/[(ADaLa*3-ADaH1-ADdsH1-ADdsLa)-(ADwLa*3-ADwH1-ADssH1-ADssLa)])]*10000

其中,VSICa为a频段的体积盐离子含量(Volume Salt Ion Content),ADaH1为1频段空气中设备AD模数,ADwH1为1频段水中设备AD模数,ADaLa为a频段空气中设备AD模数,ADwLa为a频段水中设备AD模数,ADdsH1为1频段干土中设备AD模数,ADssH1为1频段饱和土壤中设备AD模数,ADdsLa为a频段干土中设备AD模数,ADssLa为a频段饱和土壤中设备AD模数,ADsH1为1频段土壤中设备AD模数,ADsLa为a频段土壤中设备AD模数;

各频段的VSIC值与各频段调节电容的比值即为调容盐基输出比,其公式为:γ=VSIC/C;计算各频段的调容盐基输出比,即γa=VSICa/Ca

对样柱的第一层进行土壤样品采集,并测量土壤含水量值、ECe值、温度值和各有效态氮磷钾含量;

当含水量下降5%左右时,重复上述步骤得到下一土层的含水量原始值和各频段VSIC值,并采集该层土壤样品,测定土壤含水量值、ECe值、温度值和各有效态氮磷钾含量;

根据所有土层含水量原始值和各频段VSIC值、测定含水量值和ECe值、温度值和各有效态氮磷钾含量进行数据处理,分别制作土壤含水量标定曲线和土壤养分标定曲线,完成一次测定过程。

2.按权利要求1所述的基于介电谱的土壤原位养分速测方法,其特征在于还包括以下步骤:

对于不同土壤在测试前需要对多频谱养分传感器进行标定,过程如下:

通过多频谱养分传感器提供0至27MHz持续增加频率的交变电场,使离子的振荡“距离”逐渐由大变小,直至100MHz以上离子振荡距离接近于0;

依据作物根系养分吸收生物过程,土壤内养分离子运动规律及物理电场相关理论,运用调容和分频技术手段,“扣背景”排除“杂离子”影响因素,实现土壤空隙水溶液养分离子识别与测量;

通过1~2个生长季的扫测、估算的种植试验,将结果与实验室测量的结果进行吻合分析;

通过实验样本分析,建立介电常数和土壤养分多个参数之间的联系,并计算营养盐的种类和含量;

建立PLS数据分析方法、线性回归模型、BP人工神经网络模型进行系统辨识分析,进行农田营养盐量化分析和土壤中多种养分含量的监测;

依赖不同频率下的测试结果,建立现场数据模型,完成多频谱养分传感器的标定,实现在同一传感器上水、总盐、温度和有效态氮磷钾养分离子、pH值的原位同测。

3.按权利要求2所述的基于介电谱的土壤原位养分速测方法,其特征在于所述扣背景为:把要测量的养分离子视为主离子,其他离子均为杂离子,只有排除其他杂离子的影响,才能测量出主离子;扣背景的过程就是排除杂离子影响的过程。

4.按权利要求1所述的基于介电谱的土壤原位养分速测方法,其特征在于:所述土壤样柱为1~16层。

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