安徽农业科学，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＡ咖．Ｓｃｉ．２０１４，４２（１８）：５７８９，５８１５责任编辑刘月娟责任校对李岩土壤中氮检测技术研究进展鲁珊，毛彩云，肖荷霞４，陆建章，岳金生（沧州市农林科学院，河北沧州０６１００１）摘要论述了土壤中氮含量检测的意义和方法，着重探讨了利用遥感技术预测土壤中氮含量模型的建立。通过遥感检测土壤动态实现农田土壤养分与环境质量的分析将是遥感监测土壤质量的一个重要应用。该研究为农田土壤养分的检测提供了有利依据。同时，对该领域中遥感技术的发展趋势进行了探讨。关键词土壤；氮测定；红外；遥感中图分类号Ｓ１５３．６＋１文献标识码Ａ文章编号０５１７—６６１１（２０１４）１８—０５７８９一ＯｌＲｅｓｅａｒｃｈＡｄｖａｎｃｅｉｎｔｈｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＮｉｔｒｏｇｅｎｉｎ晰ｌＬＵＳｌｕｍ，ⅪＡＯｍ－ｘｉａｅｔａｌ（ＣａｎｇｚｈｏｕＡｃａｄｅｍｙｏｆＡ酊ｃｕｈｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃａｎｌ弘ｈｏｕ，Ｈｅｂｅｉ０６１｛１０１）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｌｌｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｓｏｉｌｗｅｒｅｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．１１１ｅｍｏｄｅｌｓｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｏｉｌＷａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｖｉａｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．７ＩｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆａｒｍｌａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙＷａＳａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｓｏｉｌｕｓｉｎｇｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｗｈｉｃｈＷａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｓｏｉｌｑｕａｌｉｔｙｖｉａｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．ｎｅｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆａｒｍｌａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔ．ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＳｏｉｌ：Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ：Ｉｎｆｒａｒｅｄ：Ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ目前，土壤是作物氮素营养的主要来源。土壤中的氮素该反应和化学发光反应ＣＩＯ—Ｌｕｍｉｎｏｌ相耦合，通过测定剩余包括无机态氮和有机态氮两大类，其中９５％以上为有机态的ＣＩＯ一来达到间接测定ＮＨ＋的目的。氮，主要包括腐殖质、蛋白质、氨基酸等。小分子的氨基酸可该方法的稳定性和准确性均能满足测定土壤中有效氮直接被植物吸收。有机态氮必须经过矿化作用转化为铵，才含量的要求，测定周期比碱解扩散法大为缩短，是测定土壤能被作物吸收，属于缓效氮…。传统的土壤成分含量检测以中有效氮的理想方法。方法中采用了结构简单、便携的化学化学方法为主，主要有凯氏定氮法、化学发光法、双波长法以发光仪，也适合在基层推广使用。及最近几年研究的ＡＳＩ法。但是，这些传统的方法存在检测１．３双波长法涂长青等¨刨用双波长法测定出的土壤硝态速度慢、实时性差、有污染等缺点怔，。氮含量范围宽，灵敏度高；双波长法测定土壤硝态氮与流动近红外技术（ＮＩＲＳ）是２０世纪６０年代兴起的一种快速分析法和反射仪法测定的结果高度相关；双波长法测定土壤分析技术旧ｏ，具有简便、快速、低成本、非破坏和多组分同时硝态氮与流动分析法和反射仪法测定的结果之间没有显著测定等优点，目前已被广泛应用于医药、化工、农产品品质监差异。测等领域Ｈ“１。利用近红外分析，预测某种物质中某种成分１．４Ａ￥Ｉ法ＡＳＩ方法是在多年来国际上土壤测试和推荐含量和特征的基本过程是首先选择适宜的样本集，进行光谱施肥的基础上逐步发展形成的一套高效、快速、精确地用于扫描，建立物质组分和性质的定标模型，也就是建立近红外土壤养分测试和推荐施肥的完整方法。ＡＳＩ法又称土壤养分数据与实验室标准分析测定的样品成分（或性质）数值的相状况系统研究法，是一套用于土壤养分测试和推荐施肥的完关回归方程，然后根据待测样品的光谱特征利用相应的定标整方法。ＡＳＩ法适合于中性、酸性、碱性和石灰性土壤。目模型对样品成分（或性质）进行预测。前，国内有许多学者¨１。１３１都研究过采取这种方法测定土壤１测氮的基本方法中氮的含量。１．１开氏法近百年来，许多科学工作者对全氮的测定方２新技术的应用法进行不断改进，提出了许多新方法，主要有重铬酸钾一硫土壤样品具有独特的近红外漫反射光谱图。在３６００—酸消化法、高氯酸一硫酸消化法、硒粉一硫酸铜一硫酸消化７６００ｃｍ谱区内，土壤样品有独特的吸收特征。光谱反映出法。但是，开氏法目前仍作为一个统一的标准方法。该方法的信息主要是样品中的ｃ—Ｈ、Ｎ—Ｈ、０一Ｈ、Ｓ—Ｈ的倍频和容易被掌握，测定结果稳定，准确率较高。但是，该方法操作合频信息。采用化学计量学方法对得到的近红外光谱数据繁琐，测定一个样品大约需要６０ｍｉｎ，不适合大批量样品分进行处理，建立稳定的数学模型，可以实现应用近红外光谱析，也不适合处理固定态氮和硝态氮含量较高的土壤＂。８１。技术快速、准确地定量测定植烟土壤样品中的全氮和有机质１．２化学发光法刘炎超等一１建立了一种快速、简便的测含量的目的。’定土壤中铵态氮的方法。土壤中的有效氮加碱蒸馏，用硫酸潘瑜春¨４１研究了以小麦追肥前后相隔１４ｄ的２个时相吸收，全部转化为铵态氮，ＮＨ４＋在碱性溶液中能还原ＣＩＯ一，高光谱遥感航空影像提取小麦长势，结合小麦种植前后的土壤采样数据，研究均一施氮地块内ＮＤＶＩ与土壤碱解氮增量作者简介鲁珊（１９８５一），女，河北沧州人，实习研究员，硕士，从事食品、农业玉米育种等方面的研究。｝通讯作者，研究员，硕之间的关系，以便通过小麦长势监测实现均一施肥条件下农士。从事玉米栽培育种研究。（下转第５８１５页）收稿日期２０１４－０５－２２万方数据４２卷１８期徐颖洁ＳＰＥ—ＧＣ一曲ＣＤ测定蔬菜中６种类农药的残留量５８１５［８］王卫娜，＿ｚｊ／Ｊ星，吴秋华。等．石墨烯磁性囿相萃取一高效液帼色谱测定和玉米中１２种类杀菌剂的残留量［Ｊ］．色谱，２００９（１）：９１—９５．环境水样中的类杀菌剂［Ｃ］ｌｌ全国生物医药色谱及相关技术学术［１５］游明华，引，ｆ－大，陈猛，等．环境水样中９种类农药的固相萃取一交流会（２０１２）会议手册．中国化学会，２０１２：３．气相色谱一质谱分析［Ｊ］．色谱，ｍｏｓ（６）：７０４—７０８．［９］胡艳云，徐慧群，姚剑，等。分子印迹固相萃取一液相色谱一质谱法测定［１６］陈丽华，张丽君，张磊，等，中空纤维膜液相微萃取一Ｇｃ—ＭＳ测定水果蔬中２Ｄ种类农药残留［Ｊ］．分析化学，２０１４（２）：２２７－２３２．果和蔬菜中类杀菌剂残留量［Ｊ］．光谱实验室，２０１１（１）：４１３—［１０］肖颖，彭敬东，张晶，等．分散固相萃取分散液液微萃取高效液相色谱／４１８．质谱法测定荔枝或香蕉中的类农药残留［Ｊ］．西南大学学报：自然［１７］李继革，王玉飞，施家威，等分散液一液微萃取一气质联用法同时测科学版，２０１３（５）：１０２—１０６．定水中１３种类杀菌剂［Ｊ］．中国卫生检验杂志，２０１３（６）：１３４５—［１１］王菲，李彤，马辰．超高效液相色谱一串联质谱法测定中药材中类１３４９．杀菌剂及三嗪夷蜍草剂的残留量［Ｊ］．色谱，２０１３（３）：１９１—１９９．［１８］张会芳．气相色谱一串联质谱法测定蔬菜水果中１８种类杀菌剂［１２］支虹梅，李文英，黎小鹏，等．全自动索氏提取一气相色谱法检测小麦残留的研究［Ｄ］．划、｜１：郑帅ＩＸ－Ｉ＆，２０１２．粉中菊酯、取代苯类、类农药残留［Ｊ］．广东农业科学，２０１２（１２）：［１９］李继革，王玉飞，施家威，等．固相萃取一气相色谱一串联质谱法测定９３—９５．水果中１１种类杀菌剂［Ｊ］．色谱，２０１２（３）：２６２－２６６．［１３］吴俐，陈铭学，牟仁祥，等．植物源食品中６种类杀菌剂残留量的［２０］葛娜，刘晓茂，李学民，等．气相色谱一质谱法测定蔬菜与水果中１１种气相色谱法测定［Ｊ］．分析：ｉ贝悔嗡嘏，２００９（７）：８４６—８４８，８５４．类农药残留［Ｊ］．分析测试学报，２０１１（１２）：１３５１—１３５５．［１４］沈伟健，桂茜雯，余可轰，等．气相色谱一负化学离子源质谱测定大豆·－４－－＋－＋－＋－＋－＋－＋一＋一＋－＋－－４－－＋－＋－＋—＋一＋一—＋—＋——卜－＋—＋—＋－＋·＋－—卜——卜——卜—＋－—＿一—＋一＋一—●—·－’一——＋—－＋—＋－＋·＋—＋一＋——卜——卜——卜－＋－ｒ０一——卜一—卜·（上接第５７８９页）总氮含量制图、化肥施用量调查以及农业环境评价等方面。田地块内部氮素累积监测评价，进而为农田肥力监测、农田基于以上的优点，在未来的发展空间中，该方法有着广阔的面源污染遥感监测提供依据。发展潜力。Ｂｅｒｎａｒｄ等¨纠用近红外光谱法分析了大部分土壤中的氮参考文献含量，发现用这种方法能够精确地预测土壤分布的氮浓度。［１］周锦．土壤中氮含量的测定分析［Ｊ］．土壤８巴料，２００８（１５）：４０—４１．Ｂｅｎ．Ｄｏｒ等¨副研究了土壤的形成、退化以及土壤的污染，测［２］丁英，刘德江，张炎．ＡＳＩ法和常规分析法在土壤测试中的应用［Ｊ］。颏疆农业科学，２００７，４４（６）：８２０—８２３．定了土壤的成分，并利用光谱的特性预测了土壤中各成分的［３］陈鸱飞，刘良云，王纪华，等．近红外光谱技术实时测定土壤中总氮及组成。毕卫红等¨７１用近红外光谱对秦皇岛市昌黎地区土壤磷含量的初步研究［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００８，２８（２）：２９５—２９８．［４］李光辉，任亚梅近红外技术在果品品质无损检测中的研究进展［Ｊ］．中的全氮含量进行了分析。对土壤光谱进行一阶微分，然后食品研究与开发，２０１２，３３（ｉｏ）：２０７—２１１．采用多元线性回归，确定最佳维数，建立校正模型，利用校正［５］姜伟，韩光亭，张元明，等．基于近红外技术的苎麻纤维素及胶质含量快速测定［Ｊ】．纺织学报，２０１２，３３（１）：６—１０．模型对土壤中全氮含量进行预测。结果表明，近红外光谱分［６］李娟，李忠海，ｆ寸湘晋．稻谷新陈度近红外快速无损检测的研究［Ｊ］．光析技术与化学分析方法相关性很高。徐永明等【“１利用土壤谱掌与煳普分昕，２０１２，３２（８）：２１２６—２ｌ弧［７］袁静，季平扬，袁艺．修正的凯氏法测定土壤中的总氮［Ｊ］．环境科学与光谱各吸收带的特征参数与总氮含量进行逐步回归运算，确管理，２００９，３４（２）：１４３—１４７．定与氮元素关系比较密切的几个吸收带，计算出这几个特征［８】张文静，刘锦兰，强生军．２种型号定氮仪测定土壤全氮的结果对比［Ｊ］．甘肃农业科技，２００９（４）：２４—２６．吸收带内土壤反射率的变化形式。结果表明，土壤的反射率［９］刘炎超，孟磊，高向阳，等．土壤样品中有效氮的化学发光法测定［Ｊ］．光谱与氮元素含量之间存在比较明显的相关性，可见光／近土壤肥料科学，２００７，２３（ｕ）：２２８—２３１．［１０］涂长青，温欣荣．双波长分光光度法测定土壤硝态氮［Ｊ］．土壤肥科，红外反射光谱具有快速估算土壤中氮元素含量的潜力。程２００６（１）：５０—５１．彬等¨刘利用航天遥感影像，分析了影像光谱值与土壤总氮［１１］夏亮，徐卫红．ＡＳＩ法测定±壤速效氮磷钾的方法比较及相关性研究进展［Ｊ］．广西农业科学，２１１０９，４０（４）：３９１—３９５．含量之间的关系。利用多元统计方法，建立了总氮含量预测［１２］王志刚，徐伟慧，郭天文．基于ＡＳＩ法的韭菜连作土壤养分含量及吸附模型，并且制作了总氮含量分布图。李鑫等唧１探讨了利用特性分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１２，４０（１）：２９２—２９４．［１３］徐燕，徐茜，余鸿燕．Ｍｅｈｌｉｅｈ３法、ＡＳＩ法与常规方法测定土壤养分的近红外光谱法测定水稻土全氮含量的可行性，利用Ｎｉｃｏｌｅｔ相关性［Ｊ】．江苏农业科学，２０１２，４０（３）：２９６—２９８．公司生产的傅里叶变换近红外透射光谱仪测定１２９个水稻［１４］潘瑜誊基于小菱长势遥感监测的土壤氮素累积估测研究［Ｊ］．农业土样品的近红外光谱值，通过几种不同的光谱前处理，采用工程报。２００７，２３（９）：５８—６４．［１５］ＢＡＲＴＨＥＢＧ，ＢＲＵＮＥＩｌＡＤ，Ｉ－ｌＩＥＮＥ．Ｄｅｔ豇ＩＩｉｎｉＩｌｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆ偏最ｄｘ－乘回归（ＰＬＳＲ）法把测得的水稻土光谱值与实验室ｓｏｉｌ法测得的全氮数值拟合建立定标模型，经分析得出利用标准ｎｅｃ眦￥ｐｅｄｌ＇ＵｌｌｌＣＯｌ＂ｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｆｌｌｌ商ｏｎｓｕｓｉｎｇｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄＩ｝０ｆｂｕｌｋｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙ＆Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．２００８。４０：１５３３—１５３７．化处理的光谱数据与全氮含量之间建立的模型稳定性最好。［１６］ＢＥＮ－ＤＯＲＥ，ＣＨＡＢＲＩＬＬＡＴｓ，ＤＥＭＡＴＪＡＭ．ＵｓｉｎｇＩｍａｇｉｎｇＳｐｅｃ心ｏｓ－结果表明，近红外法测定结果与常规方法具有很好的相关ｃｏｐｙｔｏ８ｍｄｙｓｏｉｌｐｌ叩枷荡［Ｊ］．ＲｅｍｏｔｅＳ豇峰ｉＩ唱０ｆＢ而ｍ衄哪ｎ，２００９，性，可以快速、无损、准确地测定水稻土全氮含量。［１７］毕卫红，陈鲫Ｕ，自立春基于近红外光谱技术预测土壤中的全氮含１１３（Ｓ１）：３８—５５．３发展趋势量［Ｊ］．分析仪器，２００６（３）：４７—４９．［１８］徐永明，蔺启忠，黄秀华，等．利用可见Ｙｆ／近红外反射光谱估算土壤中国传统的田间管理方式是单一的管理方式，目前国内总氮含量的实验研究［Ｊ］．地理与地理信息科学，２００５，２１（１）：１９—２３．利用航天遥感影像进行土壤属性定量预测的研究较少。近［１９］程彬，姜琦刚，湛邵麟利用可见光／近红外一短波红外光谱预测土壤总氮含量的研［Ｊ］．安徽农业科学。２００７，３５（１０）＊．３００９．红外、遥感技术凭借其高光谱分辨率，具备定量获取土壤化［∞】李鑫，金兰淑，林国林利用近红外无损检测技术测定水稻土全氮含学组分的潜力，对利用土壤反射光谱估算土壤氮元素含量具量的研究［Ｊ］．北方水稻，２００７（３）：４４－４８．有重要意义。与传统方法相比，该方法准确，可以用于土壤万方数据土壤中氮检测技术研究进展
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
鲁珊， 毛彩云， 肖荷霞， 陆建章， 岳金生沧州市农林科学院,河北沧州,061001安徽农业科学
Journal of Anhui Agricultural Sciences2014(18)
1.周锦 土壤中氮含量的测定分析 2008(15)
2.丁英;刘德江;张炎 ASI法和常规分析法在土壤测试中的应用 2007(06)
3.陈鹏飞;刘良云;王纪华 近红外光谱技术实时测定土壤中总氮及磷含量的初步研究 2008(02)4.李光辉;任亚梅 近红外技术在果品品质无损检测中的研究进展 2012(10)
5.姜伟;韩光亭;张元明 基于近红外技术的苎麻纤维素及胶质含量快速测定 2012(01)6.李娟;李忠海;付湘晋 稻谷新陈度近红外快速无损检测的研究 2012(08)7.袁静;季平扬;袁艺 修正的凯氏法测定土壤中的总氮 2009(02)
8.张文静;刘锦兰;强生军 2种型号定氮仪测定土壤全氮的结果对比 2009(04)9.刘炎超;孟磊;高向阳 土壤样品中有效氮的化学发光法测定 2007(11)10.涂长青;温欣荣 双波长分光光度法测定土壤硝态氮 2006(01)
11.夏亮;徐卫红 ASI法测定土壤速效氮磷钾的方法比较及相关性研究进展 2009(04)12.王志刚;徐伟慧;郭天文 基于ASI法的韭菜连作土壤养分含量及吸附特性分析 2012(01)13.徐燕;徐茜;余鸿燕 Mehlich 3法、ASI法与常规方法测定土壤养分的相关性 2012(03)14.潘瑜春 基于小麦长势遥感监测的土壤氮素累积估测研究 2007(09)
15.BARTHE B G;BRUNETA D;HIEN E Determining the distributions of soil carbon and nitrogen in particle size fractionsusing near-infrared reflectanee spectnum of bulk soil samples 2008
16.BEN-DOR E;CHABRILLAT S;DEMAT J A M Using Imaging Spectroscopy to study soil properties 2009(z1)17.毕卫红;陈俊刚;白立春 基于近红外光谱技术预测土壤中的全氮含量 2006(03)
18.徐永明;蔺启忠;黄秀华 利用可见光/近红外反射光谱估算土壤总氮含量的实验研究 2005(01)19.程彬;姜琦刚;湛邵麟 利用可见光/近红外-短波红外光谱预测土壤总氮含量的研 2007(10)20.李鑫;金兰淑;林国林 利用近红外无损检测技术测定水稻土全氮含量的研究 2007(03)
引用本文格式：鲁珊.毛彩云.肖荷霞.陆建章.岳金生 土壤中氮检测技术研究进展[期刊论文]-安徽农业科学 2014(18)
