Overview of Soil Nutrient Rapid Analysis Technology and Application

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0787

Abstract

Abstract:

Traditional soil nutrient detection methods have problems such as high laboratory requirements, cumbersome procedures, high costs, and long cycles, resulting in poor timeliness and limited application. In order to solve the problem, the soil nutrient rapid detection methods widely used at home and abroad were sorted out. The ASI batch soil nutrient efficient rapid detection technology, the effective nitrogen, phosphorus and potassium combined extraction and analysis method of the Ministry of Agriculture Industry Standard in 2010, and the spectral soil nutrient rapid detection technology and the soil nutrient rapid detection box technology developed by South China Agricultural University were systematically compared with the traditional analysis methods. The results showed: The ASI method was suitable to batch soil nutrient rapid analysis for large quantity samples, but required expensive instruments, equipment and laboratory; the combined extraction and analysis method needed complex reagents with decreased cost, the soil nutrient rapid detection box technology were portable and simple, and could be applied to field diagnosis, these two soil nutrient rapid analysis methods still needed the help of electrophotometer or spectrophtometer. Spectrum rapid technology can obtain results quickly without destroy to soil, which is adaptable to large area of land. However, the instrument is expensive, and the accuracy of the model is significantly affected by soil type and moisture content. At present, there are still challenges in accuracy and application scope of the rapid detection technology. In the future, soil nutrient rapid detection technology will develop in the direction of miniaturization, intelligence, high-throughput and multi-parameter synchronous measurement, and expand application scenarios in combination with UAV remote sensing and other technologies. In order to improve its application value, it is urgent to establish a perfect data quality control system for rapid detection methods, construct a regional correction model based on big data and artificial intelligence, and strengthen the promotion and service of grassroots technology.

Key words: soil nutrient rapid analysis method, equipment and application, using character, problem and development trend

CLC Number:

S859.84

WANG Zhiping, SHI Yantong, NIE Qing, HU Xiaoyi, AN Shunwei, WANG Fuli, QU Mingshan, XU Jin, XIAO Ting, GAO Fei, ZHANG Chunhong. Overview of Soil Nutrient Rapid Analysis Technology and Application[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(8): 133-141.

Figures/Tables 6

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肥力等级	目标产量	推荐施肥
肥力等级	目标产量	纯氮	五氧化二磷	氧化钾
低肥力	1500~2700	135~165	60~75	105~120
中肥力	2250~3000	105~135	60~75	90~105
高肥力	2700~3750	75~105	45~60	80~90

肥力等级	目标产量	推荐施肥
肥力等级	目标产量	纯氮	五氧化二磷	氧化钾
低肥力	1500~2700	135~165	60~75	105~120
中肥力	2250~3000	105~135	60~75	90~105
高肥力	2700~3750	75~105	45~60	80~90

指标	传统土壤养分测试	ASI批量化土壤养分高效测试	华南农大研发的农化服务箱	NY/T1848—2010中性、石灰性土壤铵态氮、有效磷、速效钾的测定
有机质	方法：油浴重铬酸钾氧化—容量法测定有机质试剂：重铬酸钾,硫酸、硫酸亚铁铵、邻菲啰啉仪器：油浴锅、铁丝笼、滴定管、300℃温度计，电炉1000W	方法：浸提液420 nm处比色测定碱溶有机质试剂：NaOH，EDTA二钠、甲醇和Superfloc127，纯腐植酸用于制作标准溶液和标准曲线仪器：自动进样装置，多联搅拌机、紫外或可见分光光度计，泵吸式分光光度计等	方法：浸提液550 nm处比色测定有机质试剂：商品有机质浸提剂仪器：电子分析天平、紫外或可见分光光度计、烧杯、玻璃棒，滤纸等	--
速效氮	方法：硝态氮紫外分光光度法（或者酚二磺酸比色法）210 nm比色测定计算；铵态氮采用靛酚兰比色法，浸提液625 nm测定计算试剂：硝态氮所需：硫酸和氯化钙，硝酸钾铵态氮所需：NaOH，苯酚和次氯酸钠、酒石酸钾钠，淀粉、碘化钾仪器：水浴锅、振荡机、紫外分光光度计	方法：联合浸提，浸提液紫外分光210 nm处比色测定硝态氮，采用靛酚兰比色法，浸提液630 nm测定计算铵态氮试剂：硝态氮所需：氯化钾，Superfloc127，硫酸和硝酸钾铵态氮所需：NaOH，苯酚和次氯酸钠仪器：自动进样装置，多联搅拌机、紫外或可见分光光度计，泵吸式分光光度计、烧杯、滤纸、玻璃棒等	方法：商品氮浸提剂浸提测定硝态氮试剂：商品氮浸提剂仪器：电子分析天平、硝态氮速测仪，玻璃棒，烧杯、滤纸等	方法：浸提液420 nm波长下比色测定计算铵态氮试剂：硫酸、盐酸、无磷活性炭等组成的联合浸提剂仪器：水浴锅、振荡机、滤光光电比色计或可见光分光光度计
速效钾	方法：乙酸铵浸提-火焰光度计或原子吸收分光光度法,766.4nm或769.8nm 试剂：乙酸铵、氯化钾仪器：振荡机、火焰光度计、煤气罐、或原子吸收光度计	方法：火焰光度计或原子吸收光度计、空气乙炔焰766.5 nm测定试剂：NaHCO₃、EDTA二钠、氟化铵、甲醇、Superfloc127 仪器：自动进样装置，多联搅拌机、泵吸式分光光度计，火焰光度计或原子吸收光度计、烧杯、滤纸、玻璃棒等	方法：商品磷钾联合浸提剂浸提测定硝态氮试剂：商品磷钾联合浸提剂仪器：电子分析天平、钾离子速测仪，烧杯、玻璃棒，滤纸等	方法：浸提液685 nm波长下比色测定试剂：四硼酸钠溶液仪器：光光电比色计或可见光分光光度计685 nm处比色测定计算
有效磷	方法：碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法（Olsen法）700 nm比色、试剂：无磷活性碳粉、NaHCO₃、氢氧化钠、酒石酸锑钾、钼锑抗显色剂、磷酸二氢钾、浓硫酸仪器：分光光度计或紫外可见光分光光度计700 nm比色、无磷滤纸	试剂：NaHCO₃、EDTA二钠、氟化铵、甲醇、Super-floc127 仪器：自动进样装置，多联搅拌机、原子吸收光度计、烧杯、滤纸、玻璃棒等	方法：商品磷钾联合浸提剂浸提白瓷板比色测定试剂：商品磷钾联合浸提剂、磷溶液仪器：电子分析天平、移液枪、带穴白瓷板、比色卡、烧杯、锡棒、玻璃棒，滤纸等	方法：浸提液685 nm波长下比色测定试剂：氯化亚锡，钼酸铵溶液，磷标准溶液等仪器：光光电比色计或可见光分光光度计685 nm波长下比色测定计算

指标	传统土壤养分测试	ASI批量化土壤养分高效测试	华南农大研发的农化服务箱	NY/T1848—2010中性、石灰性土壤铵态氮、有效磷、速效钾的测定
有机质	方法：油浴重铬酸钾氧化—容量法测定有机质试剂：重铬酸钾,硫酸、硫酸亚铁铵、邻菲啰啉仪器：油浴锅、铁丝笼、滴定管、300℃温度计，电炉1000W	方法：浸提液420 nm处比色测定碱溶有机质试剂：NaOH，EDTA二钠、甲醇和Superfloc127，纯腐植酸用于制作标准溶液和标准曲线仪器：自动进样装置，多联搅拌机、紫外或可见分光光度计，泵吸式分光光度计等	方法：浸提液550 nm处比色测定有机质试剂：商品有机质浸提剂仪器：电子分析天平、紫外或可见分光光度计、烧杯、玻璃棒，滤纸等	--
速效氮	方法：硝态氮紫外分光光度法（或者酚二磺酸比色法）210 nm比色测定计算；铵态氮采用靛酚兰比色法，浸提液625 nm测定计算试剂：硝态氮所需：硫酸和氯化钙，硝酸钾铵态氮所需：NaOH，苯酚和次氯酸钠、酒石酸钾钠，淀粉、碘化钾仪器：水浴锅、振荡机、紫外分光光度计	方法：联合浸提，浸提液紫外分光210 nm处比色测定硝态氮，采用靛酚兰比色法，浸提液630 nm测定计算铵态氮试剂：硝态氮所需：氯化钾，Superfloc127，硫酸和硝酸钾铵态氮所需：NaOH，苯酚和次氯酸钠仪器：自动进样装置，多联搅拌机、紫外或可见分光光度计，泵吸式分光光度计、烧杯、滤纸、玻璃棒等	方法：商品氮浸提剂浸提测定硝态氮试剂：商品氮浸提剂仪器：电子分析天平、硝态氮速测仪，玻璃棒，烧杯、滤纸等	方法：浸提液420 nm波长下比色测定计算铵态氮试剂：硫酸、盐酸、无磷活性炭等组成的联合浸提剂仪器：水浴锅、振荡机、滤光光电比色计或可见光分光光度计
速效钾	方法：乙酸铵浸提-火焰光度计或原子吸收分光光度法,766.4nm或769.8nm 试剂：乙酸铵、氯化钾仪器：振荡机、火焰光度计、煤气罐、或原子吸收光度计	方法：火焰光度计或原子吸收光度计、空气乙炔焰766.5 nm测定试剂：NaHCO₃、EDTA二钠、氟化铵、甲醇、Superfloc127 仪器：自动进样装置，多联搅拌机、泵吸式分光光度计，火焰光度计或原子吸收光度计、烧杯、滤纸、玻璃棒等	方法：商品磷钾联合浸提剂浸提测定硝态氮试剂：商品磷钾联合浸提剂仪器：电子分析天平、钾离子速测仪，烧杯、玻璃棒，滤纸等	方法：浸提液685 nm波长下比色测定试剂：四硼酸钠溶液仪器：光光电比色计或可见光分光光度计685 nm处比色测定计算
有效磷	方法：碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法（Olsen法）700 nm比色、试剂：无磷活性碳粉、NaHCO₃、氢氧化钠、酒石酸锑钾、钼锑抗显色剂、磷酸二氢钾、浓硫酸仪器：分光光度计或紫外可见光分光光度计700 nm比色、无磷滤纸	试剂：NaHCO₃、EDTA二钠、氟化铵、甲醇、Super-floc127 仪器：自动进样装置，多联搅拌机、原子吸收光度计、烧杯、滤纸、玻璃棒等	方法：商品磷钾联合浸提剂浸提白瓷板比色测定试剂：商品磷钾联合浸提剂、磷溶液仪器：电子分析天平、移液枪、带穴白瓷板、比色卡、烧杯、锡棒、玻璃棒，滤纸等	方法：浸提液685 nm波长下比色测定试剂：氯化亚锡，钼酸铵溶液，磷标准溶液等仪器：光光电比色计或可见光分光光度计685 nm波长下比色测定计算