土壤化肥检测仪在化肥对土壤环境影响上的应用研究.doc

土壤化肥检测仪在化肥对土壤环境影响上的应用研究
化肥是重要的农业生产资料，是农业生产和粮食安全的重要保障。然而不合理的施肥导致了很多环境问题，本文主要以浙江托普仪器的TPY-6A型土壤化肥检测仪为检测仪器研究土壤化肥对环境的影响以及提出相关的解决措施。
肥料污染现状及产生的原因：
随着化肥工业的发展和人们对作物产量提高的要求，化肥的使用量日益增大，由此对环境带来了影响，这些影响表现在：①在肥料中混杂的有害成分，被茶树吸收而储存在茶叶中，通过饮用影响人的身体健康。②长期施用化肥，茶园有机质减少使地力下降，土壤物理化学性质和生物学性质变坏，而影响到茶叶的产量和质量。③肥料成分，特别是氮肥自土壤中渗人地下水或流人池塘、江河、湖海，造成水体污染。
具体的影响可以分为以下几类。
1.重金属和有毒元素有所增加
直接危害人体健康，产生污染的重金属主要有Zn、Cu、Co和Cr。从化肥的原料开采到加工生产，总是给化肥带进一些重金属元素或有毒物质。其中以磷肥为主。中国施用的化肥中，磷肥约占20%，磷肥的生产原料为磷矿石，它含有大量有害元素F和As，同时磷矿石的加工过程还会带进其它重金属Cd、Cr、Hg、As、F，特别是Cd。另外，利用废酸生产的磷肥中还会带有三氯乙醛，对作物造成毒害。研究表明，无论是酸性土壤、微酸性土壤还是石灰性土壤，长期施用化肥还会造成土壤中重金属元素的富集。比如，长期施用硝酸铵、磷酸铵、复合肥，可使土壤中As的含量达50~60 mg/kg。同时，随着进入土壤Cd的增加，土壤中有效Cd含量也会增加，作物吸收的Cd量也增加。
2.微生物活性降低，物质难以转化及降解
土壤微生物是个体小而能量大的活体，它们既是土壤有机质转化的执行者，又是植物营养元素的活性库，具有转化有机质、分解矿物和降解有毒物质的作用。中科院南京土壤研究所的试验表明，施用不同的肥料对微生物的活性有很大的影响，土壤微生物数量、话性大小的顺序为：有机肥配施无机肥>；单施有机肥>；单施无机肥。中国施用的化肥中以氮肥为主，而磷肥、钾肥和有机肥的施用量低，这会降低土壤微生物的数量和活性。
3.养分失调硝酸盐累积
中国施用的化肥以氮肥为主，而磷肥、钾肥和复合肥较少，长期施用造成土壤营养失调，加剧土壤P、K的耗竭，导致NO3-N累积。NO3-N本身无毒，但若未被作物充分同化可使其含量迅速增加，摄入人体后被微生物还原为NO2-，使血液的载氧能力下降，诱发高铁血红蛋白血症，严重时可使人窒息死亡。同时，NO3-N还可以在体内转变成强致癌物质亚硝胺，诱发各种消化系统癌变，危害人体健康。在保护地栽培条件下，即使是以施用有机肥为主的100 cm土层中NO3-N累积量也在240~740 kg/hm2。
4.酸化加剧，pH变化太大
长期施用化肥加速土壤酸化。一方面与氮肥在土壤中的硝化作用产生硝酸盐的过程相关。首先是铵转变成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐再转变成硝酸盐，形成H+，导致土壤酸化。另一方面，一些生理酸性肥料，比如磷酸钙、硫酸铵、氯化铵在植物吸收肥料中的养分离子后，土壤中H+增多，许多耕地土壤的酸化和生理性肥料长期施用有关。同时，长期施用kcl，因作物选择吸收所造成的生理酸性的影响，能使缓冲性小的中性土壤逐渐变酸。此外，氮肥在通气不良的条件下，可进行反硝化作用，以NH3、N2的形式进入大气，大气中的NH3、N2可经过氧化与水解作用转化成HNO3，降落到土壤中引起土壤酸化。化肥施用促进土壤酸化现象在酸性土壤中最为严重。土壤酸化后可加速Ca、Mg从耕作层淋溶，从而降低盐基饱和度和土壤肥力
化学肥料污染主要有重金属污染、氟污染和肥料的过量施用。据调查，使用的部分磷肥中含有多种重金属。如磷矿石中常含有100mg/kg的微量镉，大量施用富含镉的磷肥，则有可能发生镉的土壤污染。目前，在磷肥中镉超过20mg/kg的产品并不多，在短期内尚不致污染土壤或累积到危害程度。磷肥中的铅含量范围41.5～379.8mg/kg，尤其是以磷矿石为原料的磷肥，有的含铅量竞高达800mg/kg以上。有报道，各种有机肥中铅含量为10～37mg/kg。汞在化肥中的含量一般在1 mg/kg以下，但使用富含汞的废硫酸为原料，生产的化肥中常含较多的汞。铬在磷肥中的含量一般是每千克几十毫克，但有的高达几百毫克。因此在进行无公害茶叶(尤其是绿色食品——有机茶)生产时，在施用肥料前应对其进行检测，防止重金属污染茶园土壤和茶叶。
各种类型的磷矿，含氟量基本上与全磷量成正比，即磷矿中含磷量高的，含氟量亦高，基本上在0.4%～3.68%范围内，平均2.2%左右，因此长期使用磷肥，会导致土壤中氟含量的增高。对某些原土壤中含氟较高的地区，更可能增加其氟污染的严重程度。长期过量施用化肥造成土壤板结，破坏土壤团粒结构，使土壤肥力和土壤酸度下降，并污染了空气和水质。据调查，我国低丘红壤茶园土壤pH在5.0以下的达70%以上，而且发现不少pH在3.0以下的茶园。茶园土壤酸化除自然酸化、大气污染及酸雨增多等因素外，长期大量偏施化学氮肥，引起土壤盐基元素的吸收和淋失也是茶园酸化的另一方面原因。
对农作物的损害
化肥都是由各种不同的盐类组成，所以长期和大量施用这些由盐类组成的肥料，当肥料进入土壤后，就会增加土壤溶液的浓度而产生不同大小的渗透压，作物根细胞不但不能从土壤溶液中吸水，反而将细胞质中的水分倒流入土壤溶液，就导致作物受害。典型的例子就是作物“烧苗”
对环境的污染
①河川、湖泊、内海的富营养化。引起水域富营养化的原因，主要是水中氮、磷的含量增加，使藻类等水生植物生长过多。
②土壤受到污染，土壤物理性质恶化。长期过量而单纯施用化学肥料，会使土壤酸化。土壤溶液中和土壤微团上有机、无机复合体的铵离子量增加，并代换Ca2+、Mg2+等，使土壤胶体分散，土壤结构破坏，土地板结，并直接影响农业生产成本和作物的产量和质量。
③食品、饲料和饮用水中有毒成分增加。亚硝酸盐的生物毒性比硝酸盐大5～10倍，亚硝酸盐与胺类结合形成的N－亚硝基化合物则是强致癌物质（见N－亚硝基化合物与癌）。使用化肥的地区的井水或河水中氮化合物的含量会增加，甚至超过饮用水标准。施用化肥过多的土壤会使蔬菜和牧草等作物中硝酸盐含量增加。食品和饲料中亚硝酸盐含量过高，曾引起小儿和牲畜中毒事故。化学肥料中还含有其他一些杂质，如磷矿石中含镉10～100ppm，含铅5～10ppm，这些杂质也可造成环境污染。
④大气中氮氧化物含量增加。施用于农田的氮肥，有相当数量直接从土壤表面挥发成气体，进入大气。还有相当一部分以有机或无机氮形态进入土壤，在土壤微生物作用下会从难溶态、吸附态和水溶态的氮化合物转化成氮和氮氧化物，进入大气。为了防止环境污染，应对施用的化学肥料进行控制和管理。
预防治理肥料污染的措施：
1、强化环保意识，加强土壤肥料的监测管理　　
目前，大多数人已经意识到化肥对土壤环境和人体健康造成的潜在危险。今后我们还要继续加强教育，提高群众的环保意识，使人们充分意识到化肥污染的严重性，调动广大公民参与到防治土壤化肥污染的行动中。
加强教育，提高群众的环保意识，使人们充分意识到化肥污染的严重性，调动广大公民参与到防治土壤化肥污染的行动中。注重管理，严格化肥中污染物质的监测检查，防止化肥带人土壤过量的有害物质。制定有关有害物质的允许量标准，用法律法规来防治化肥污染。
2、增施有机肥　　
有机肥是我国传统的农家肥，包括秸秆、动物粪便、绿肥等。施用有机肥能够增加土壤有机质、土壤微生物，改善土壤结构，提高土壤的吸收容量，增加土壤胶体对重金属等有毒物质的吸附能力。　　
3、推广配方施肥技术　　
推广配方施肥技术可以确定施肥量、施肥种类、施肥时期，有利于土壤养分的平衡供应，减少化肥的浪费，避免对土壤环境造成污染。　
　施用有机肥，能够增加土壤有机质、土壤微生物，改善土壤结构，提高土壤的吸收容量，增加土壤胶体对重金属等有毒物质的吸附能力。可根据实际情况推广豆科绿肥，实行引草入田、草田轮作、粮草经济作物带状间作和根茬肥田等形式种植。另外，作物秸秆本身含有较丰富的养分，推行秸秆还田也是增加土壤有机质的有效措施，绿肥、油菜、大豆等作物秸秆还田前景较好，应加以推广。
4、加强土壤肥料监测和管理注重管理　　
严格化肥中污染物质的监测检查，防止化肥带入土壤过量的有害物质。制定有关有害物质的允许量标准，用法律法规来防治化肥污染。
5、施用化肥增效剂　　
施用化肥增效剂，提高化肥的肥效和减少土壤污染。硝化抑制剂又称氮肥增效剂，能够抑制土壤中铵态氮转化成亚硝态氮和硝态氮，提高化肥的肥效和减少土壤污染。据河北省农科院土肥所贾树龙研究，施用氮肥增效剂后，氮肥的损失可减少20%~30%。由于硝化细菌的活性受到抑制，铵态氮的硝化变缓，使氮素较长时间以铵的形式存在，减少了对土壤的污染。
6、改进施肥方法　　
应根据化学肥料的性质确定施肥方法，如氮、钾肥应深施，磷肥宜集中施用或与有机肥掺混后施用。根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应，在以有机肥为主的条件下，产前提出施用各种肥料的适宜用量和比例及相应的施肥方法。推广配方施肥技术可以确定施肥量、施肥种类、施肥时期，有利于土壤养分的平衡供应，减少化肥的浪费，避免对土壤环境造成污染。
土壤化肥检测仪简介
土壤养分是农作物健康成长的必需品，土壤养分的测试对农业工作非常重要。TPY-II土壤化肥检测仪正是应市场需求，能快速测定，化验氮、磷、钾等土壤养分，故被称为土壤化肥检测仪 、土壤养分化验仪。TPY-II土壤化肥检测仪可快速测定土壤全磷、全钾、有机质含量，土壤酸碱度及土壤含盐量。
土壤化肥检测仪 又称土壤养分化验仪，主要是用来测量分析土壤养分的。土壤化肥检测仪 由浙江托普仪器研发制造，土壤化肥检测仪 采用旋转比色暗盒设计（专利），同时测试四个样品，大屏幕液晶汉字背光显示引导操作流程；主机配备微型打印机。可快速测试土壤、化肥、植株中的氮、磷、钾、有机质、腐殖酸、酸碱度（定性）。仪器内存60种农作物生长发育所需养分量，可根据用户需要输出指导施肥量并打印出来。
土壤化肥检测仪功能及特点 ：
1.可检测土壤、植株、化学肥料、生物肥料等样品中的速效氮、速效磷、有效钾、植株中的全氮、全磷、全钾、有机质含量，土壤酸碱度及土壤含盐量。
2.具有北京时间显示功能，可实现自动将检测样品时间记录与保存。
3.可按当地情况设定作物品种、作物产量、肥料品种，并自动计算出施肥量（TPY-4、TPY-6A、TPY-6PC\TPY-7PC）。
4.可打印出检测日期、样品编号，检测项目、样品含量、作物品种、肥料品种、施肥数量等相关信息，内容详细丰富。
5.可储存1000组测试数据（将检测样品时间、地点、各类养分结果）等相关信息存储下来，数据可随时调出查看。
6.检测的样品结果自动转移到计算机上，实现分析、汇总、保存，内存70种农作物生长发育所需养分量；可由计算机储存进行数据储存、远程发送、打印（，也可以脱离计算机在主机上进行测土配方并通过微机打印打出来TPY-6PC、TPY-7PC）。
7.测试过程中具有回看功能，因此使产品更加具有方便性和合理性。
8.采用液晶中文大屏幕背光显示，中文菜单提示操作，指导操作流程。

土壤化肥检测仪
土壤化肥检测仪分类
型号
功能
TPY-6
可测指标：速效氮、速效磷、有效钾、植株中的全氮、全磷、全钾，有机质含量土壤酸碱度及土壤含盐量（定量），具有存储，打印功能。
TPY-6A
除了具备TPY-6型的所有功能外，仪器内存70种农作物生长发育所需养分量代替施肥配方软件，可根据用户需要输出指导施肥量并打印出来，是一款智能的土壤化肥检测仪 器。
TPY-6PC

除了具备TPY-6型的所有功能外，设备配套“智能配方施肥软件系统”光盘，可根据用户需要输出指导施肥量；，内存70种农作物生长发育所需养分量；除主机配备微型打印机外。还可由计算机储存进行数据储存、远程发送、打印，是一款智能全方面的土壤化肥检测仪 器。
TPY-7PC

除了具备TPY-6型的所有功能外，还可以同时测量土壤水分；设备配套“智能配方施肥软件系统”光盘，可根据用户需要输出指导施肥量；内存70种农作物生长发育所需养分量；除主机配备微型打印机外，还可由计算机储存进行数据储存、远程发送、打印。
土壤化肥检测仪技术参数
1、养分测量技术参数：
(1)稳定性：A值（吸光度）三分钟内飘移小于0.003
(2)重复性：A值（吸光度）小于0.005
(3)线性误差：小于3.0%
(4)灵敏度：红光≥4.5×10-5；蓝光≥3.17×10-3(5)波长范围：红光620±4nm；蓝光440±4nm；绿光520±4nm
(6)抗震性：合格
(注:上述技术参数均高于国家标准)
2、PH值（酸碱度）测量技术参数：
(1)测试范围：1～14
(2)误差：±0.1
3、盐量（电导）测量技术参数：
(1)测试范围：0.01%～1.00%
(2)相对误差：±5%
4、土壤水分技术参数
水分单位：﹪（m3／m3）
含水率测试范围：0-100﹪
精度：±2﹪
5、本仪器所用电源：
(1)交流市电：180V～240V、50赫兹
(2)直流电：18V、5W（本仪器自带）