[發明專利]土壤酸堿度原位率定曲線的獲取方法及應用

有效

• 申請號: 201911304305.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110865105B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 姜軍;胡文友;董穎;王亮亮;徐仁扣;黃標
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

土壤酸堿度原位率定曲線的獲取方法及應用，包含以下步驟：獲取pH緩沖溶液溫度系數方程、調節土壤酸堿度獲取不同pH值土壤、獲取驗證土壤的pH溫度系數方程、獲取不同含水量土壤pH的溫度系數方程、獲取土壤pH的率定曲線。本發明電位法原位測定土壤pH率定曲線的獲取方法，所得土壤率定曲線用于對電位法原位測定土壤pH的率定，適用于所有應用電位法原理的土壤pH監測。該方法將原位測定得到的pH值轉換為根據HJ962?2018標準測定的pH值，實現土壤pH參數的現場快速監測與預判。

技術領域

本發明屬于土壤pH測定領域，尤其是涉及一種土壤酸堿度原位率定曲線的獲取方法及應用。

背景技術

酸堿度是土壤最重要的基本性質之一，是土壤形成過程和熟化培肥過程的一個重要指標。土壤酸堿度對土壤物理化學性質、微生物活動以及植物生長發育，對土壤中養分元素和污染物質的賦存形態和有效性(Hao等，Plant Soil 2019,434:167–184)，都有著重要影響。土壤pH是土壤酸度和堿度的總稱，由氫離子和氫氧根離子在土壤溶液中的活度決定，用以衡量土壤酸堿程度。根據HJ962-2018電位法測定土壤pH值的標準方法，規定實驗室條件下土壤pH選擇^℃25^℃，土水比為1:2.5時電位法測定土壤懸液pH值。

pH是測定H⁺活度的指標，而溶液中H⁺活度受其濃度和溫度條件影響，因此溶液溫度的變化會反映pH的變化(Ashton等,TSP 2011,1:1-7)。電位法測量pH的方法基于能斯特原理：E＝R×T/(n×F)×ln(C1/C2)，該方程以相對簡單的形式描述了所定義電極組件的電流電位與所測量離子濃度的化學活性之間的關系。式中E為能斯特勢，也即電位差(V)，R為氣體常數(8.31439J/mol/K)，T為開爾文絕對溫度(K)，n是測量離子的電荷數(n_H＝1)，F為法拉第常數(96495.7C/mol)。當體系溫度為20^℃，pH變化一個單位，即C1/C2＝10，可以計算出E＝58.16mV。另外，溫度也會對測定用的電極產生影響(Ashton等,TSP 2011,1:1-7)。由于離子活性與溫度有關，能斯特勢也與溫度有關，這是現在市售的商品化pH計所用的自動溫度補償的原理。但是由于土壤溶液中H⁺活度不僅受溫度的影響，還受土壤因素影響，土壤pH的溫度系數可能與溶液中的并不一致，然而目前國內外還未有報道。

通常野外測定土壤pH時由于實驗條件苛刻，土壤含水量、溫度等因素都將對測定結果產生影響，土壤pH原位觀測數據與HJ962-2018標準測定所得數據無法直接比較，造成原位觀測數據往往只能作為粗略參考。如何將野外測定得到的土壤pH數據進行率定，使之成為可以定量描述、與實驗室控制條件相比較的土壤pH指標，目前國內外都缺乏這方面的方法。

本發明研究了土壤溫度、含水量在電位法測定土壤pH值時的影響，為原位測定得到的土壤pH值的率定提供參考。

發明內容

解決的技術問題：本發明提供一種土壤酸堿度原位率定曲線的獲取方法及應用，該方法為電位法測定土壤pH的原位率定提供了解決方案。