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[基本技术]此EC值非彼EC值 [复制链接]

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此EC非彼EC
标准指标ECe和植物盐分耐受值评价

    ECe与其他测量方式EC值之间的关系

      EC值的分类
      电导率仪器的校正

        温度对电导率的影响

          ECa土壤原位测量法

            一点小经验😀



              此EC非彼EC


              目录

              此EC非彼ECEC值和TDS之间的关系标准指标ECe和植物盐分耐受值评价ECe与其他测量方式EC值之间的关系EC值的分类利用电导仪测量土壤提取液EC1:n与ECe之间的联系电导率仪器的校正温度对电导率的影响ECa土壤原位测量法一点小经验😀


              EC值和TDS之间的关系


              EC值在农业生产中是通过电导率这个物理指标表达出土壤介质、水培介质下可溶性盐分的高低。可反映介质条件下肥料浓度的丰缺和植物根系在介质环境下的渗透势压力。一般情况下,电导率越高,盐份越高,TDS越高。

              TDS(Total dissolved solids),可溶性固体总量。测量单位为毫克/升(mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固体。TDS值越高,表示水中含有的溶解物越多。 总溶解固体指水中全部溶质的总量,包括无机物有机物两者的含量

              当食用过咸食物之后嘴唇“发干”,失水

              需要强调的是:

              1. 电导率是只能测量出在土壤或水溶液中电离的离子态养分,对于尿素、氨基酸等有机物在水溶液中电离程度低,EC电导率不能完全体现介质中这类物质浓度的高低;

              2. EC值只能表明土壤中含可溶性盐的总浓度,并不能反应是哪一种具体离子,常见的成分包括钠离子、镁离子、钙离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子以及肥料中的各种离子养分;

              3. 介质EC值过高会形成反渗透势,将根系中的水分“拉”出来,使根系失水,根尖变褐或者干枯。根系不能正向的吸收水分和营养,导致植株出现萎焉、黄化、组织坏死或植株矮小等症状;
              图1,不同ECe值情况下的大豆生长状况,盆上的数值指ECe


              标准指标ECe和植物盐分耐受值评价


              图1中提到了ECe(Conductivity of the solution extracted from a water-saturated soil paste)这个指标,这是土壤EC值的标准测量指标,也是美国盐土实验室所测定的各种植物的盐分耐受参考值也是基于ECe这个指标。
              rating栏: S, sensitive-敏感; MS, moderately sensitive-相对敏感; MT, moderately tolerant-相对耐受; T, tolerant-耐受

              不同敏感性作物所适宜的ECe值和产量的关系


              ECe与其他测量方式EC值之间的关系


              同时也需要明白的是,无论哪种方法的EC值测量数据,与土壤含水量、介质溶液温度、离子组成、离子浓度、离子迁移率等本质的因素有关系,因此上文提到的特定类型土壤EC值通过数学相关性分析与ECe建立的联系,并不能通用于各种类型的土壤。
              虽然市面上有各种原理的EC值检测方法,但每个检测法所测出来的数据需要有一个符合客观自然规律的评价指标。在实践中,各种EC值指标在原理上与ECe值都存在一定程度的相关性,对于特定的类型的土壤,可考虑做相关性分析,建立对应EC值指标与标准ECe之间的联系,通过换算,从而实现对特定EC值指标的评价。
              图3.不同类型土壤中,ECe与ECa之间的相关性

              sandy loam (SL)—砂壤土, silty clay loam (SiCL)—粉黏壤土, clay loam (CL)—黏壤土, sandy clay loam (SCL)—砂质黏壤土, loam (L)—壤土, silty clay (SiC)—粉质黏土, and clay (C)—黏土.


              EC值的分类


              图3,我们引入了ECa(Apparent conductivity of bulk soil sensed by metal electrodes in soil),也就是EC指的表观测量指标,也叫原位测量指标,是指不破坏土壤状态下,通过检测与EC值相关的物理指标来实现对EC值的测定。相应的,土壤溶液测定需要对土壤溶液提取后测量。在进一步展开说明EC值之前,我们有必要对目前的EC值测定指标有一个大体的分类。


              利用电导仪测量土壤提取液


              ECe为代表的土壤溶液提取液的测量步骤

              土壤溶液提取液测量大致会分为以上三个步骤:(a)准备待测的饱和/1:n土壤样品;(b)过滤或者加压提取上述土壤样品的溶液;(c)用电导仪测量得到结果。


              EC1:n与ECe之间的联系


              EC1:n方式提取土壤溶液不需要加压处理,在实际工作中相比ECe会更加方便,是实验室常用的测量方法,也是很多教材所推荐的使用方法。从相关性来看,ECe值和EC1:1、EC1:2、EC1:5,可通过稀释系数做简单转换,即ECe=EC1:1=2 x EC1:2=5 x EC1:5,但需要强调的是以上转换是一种近似估算,与土壤的干湿度有很大的关系,对于干旱和半干旱土壤而言,其误差范围较大。


              国内文献中提供的几种常用EC值测定方法比较关系


              电导率仪器的校正


              电导率作为一种测量仪器,其原理是待测土壤溶液与标准的KCL溶液达到等渗状态下所对应的电导率度数,另外也受温度的影响,因此在正式测量之前有必要对电导率仪器用标准KCL溶液进行校正。

              电导电极常数用0.02cmol/L的Kcl标准溶液测定。一般电导仪的电极常数已在仪器上补偿,不需要再乘电极常数。

              市售的电导率校正标准溶液


              温度对电导率的影响


              标准EC值测定时的温度是25℃,其他温度测定的ECt可以通过ft因子换算


              ECa土壤原位测量法


              ECa原位测定方法,是非实验室条件下的实际工作中应用更加普遍的一种方法,能在短时间内快速大面积的进行EC值测量。ECa测定值的评价指标是ECa原位测定方法的核心。一种是图3所述通过建立ECa与ECe之间的联系,将ECa通过转换后,在ECe的标准评价体系中去判断。另一种类似于ECe的标准评价体系,建立一个匹配ECa测定方法的评价体系。
              图7,市面上常见的一家ECa原位测量仪器厂提供的土壤ECa值参考指标,其数值绝对值上明显区别于标准ECe值的大小

              需要强调的是图7中提供的评价数据仅仅适用于该厂仪器在说明指导下的使用。
              ECa常见的测量原理中:
              1. 农技人员便携使用的一般是电阻法ER;
              2. 悬挂于车辆后大面积扫描测量的一般是电磁法EM;
              3. 探测针比较长的一般是时域射频反射法TDR,所测定的结果是测量土壤深度的平均EC值;

              电磁法EM大面积测量土壤的ECa值

              时域射频反射法TDR在田间测量EC值,其探测针明显比较长,其所测得的ECa值是插深度内土壤的平均值


              相对便携式的四电极电阻法ER法


              一点小经验😀


              在小编的实际工作中,利用便携式的ECa测量仪器测量土壤EC值时,土壤的含水量对实际测量值的波动影响较大。因此在实际工作中,在一般会用纯净水完全灌溉待测土壤,确保在每次测量过程中最大化的减少因不同土壤含水量的差异导致的ECa测量值的波动,以便于利用横向比较数据所测量的ECa值数据。


              在不同土壤湿度条件下,ECe值和ECp之间的关系。可以看到相同的ECe值土壤,湿度越大,ECp值越大。这也和上图中小编实际工作用用电导类型原位测量仪器的结果一致

              ECp(Conductivity of the water-saturated soil paste itself),即用电导仪直接测量土壤饱和溶液,ECp相比ECe,没有过滤或加压提取环节
              ECp:在田间测量的过程:(a)在田间自然条件下用纯净水使土壤达到饱和状态;(b)取得饱和泥浆土壤在小杯中备用;(c)直接用电导仪测量饱和泥浆土壤得到的数值7.78ds/m
              注意,图中(c)直接使用的是电导仪,而不是原位测量中的测量其他电脑率相关的指标


              参考资料:
              1. Agricultural Salinity Assessment and Management _p409
              2. Divisions for classifying crop tolerance to salinity. From Maas and Hoffman (1977).
              3. 王艳,王正祥,廉晓娟,肖辉,王立艳,贺宏达.天津滨海地区土壤电导率的测定及其与含盐量的关系[J].天津农业科学,2011,17(02):18-21.
              4. 李谦盛,郭世荣,李式军.基质EC值与作物生长的关系及其测定方法比较[J].中国蔬菜,2004(01):75-76.
              5. The Nature And Properties of Soils _p455
              6. Soil Science Society of America  __p4


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              李玉军 农币 +100 乐于助人,非常感谢。 09-23
               
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              离线李玉军

              只看该作者 沙发  发表于: 09-23
              乐于助人,非常感谢。
              离线鸡汤有毒

              只看该作者 板凳  发表于: 09-23
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