电导法测定水和土壤总盐含量的研究与运用

蔡利华，陈 玲，张玉萍

（兵团第一师农科所，新疆 阿拉尔 843300）

电导法测定水和土壤总盐含量的研究与运用

蔡利华，陈 玲*，张玉萍

（兵团第一师农科所，新疆 阿拉尔 843300）

本文通过多年多点试验，研究电导法测定水和土壤水溶性盐分总量的具体方法。结果表明，利用电导率建立标准曲线的方法误差小于校正系数法。阿拉尔垦区主要地区电导法计算水中含盐量的标准曲线为：Y=0.736 7 L-0.047 9。不同单位电导法测定土壤中总盐的标准曲线不相同，即使同一单位也受取样地点、时期等影响较大，需根据不同区域建立标准曲线。

总盐含量；电导法；标准曲线；校正系数

在现行的森林土壤标准[1]中，给出了质量法和电导法两种测定水中盐分总量和土壤中全盐量（以下统一简称总盐量）的方法。在传统的运用中，质量法因测得的数据更能准确反映水和土壤中总盐含量，已为人们广泛运用。但是质量法测定成本高，时间长，工作量大，误差来源多；而用电导法简单，快速，误差来源少，有很大的利用潜力。实际生产中，若无特殊需要，可用电导率值简便计算出水和土壤中含盐量的多少。针对这个问题，本研究通过几年的试验，得出阿拉尔垦区天然水中电导率和总盐量换算的校正系数和标准曲线，供广大农化分析工作者参考，以满足农户快速准确地检测水和土壤总盐量的需求。

1 试验方法

1.1 仪器设备

DDS-11D电导率仪、电子天平、干燥箱、吸量管及常用玻璃器皿。

1.2 电导法测水样方法

将水样直接倒入小烧杯，测定其水温后将电导率仪温度校正旋钮调到相应的温度，测定电导率值。如无温度校正功能，测得的电导率值可按以下公式校正成25℃时的电导率值（L）。

（1）式中，t为待测液的液温。

电导率值超过电导率仪量程的水样根据浓度大小稀释几倍至几十倍，使结果在有效量程范围以内，计算时将读数乘以稀释倍数。

1.3 电导法测土样的方法

准确称取一定量过2 mm筛风干土样置于试管或其它玻璃器皿中，加蒸馏水使液土比为5∶1，振荡3 min，放置2～4 h，直接测定上清液的电导率。

反复试验发现，加脱气蒸馏水和蒸馏水测定结果一样，放置2 h和放置4 h测定的结果一样。但上清液混浊会使测定结果略微偏低；由于土壤质地不同，有的样品4 h也达不到完全澄清，但其测定值是稳定的。

1.4 质量法测水样的方法

吸取10 mL清亮水样至蒸发皿中，置沙浴上蒸干，放入烘箱中烘干称重，计算出水样中的含盐量。

1.5 质量法测土样的方法

准确称一定量过 2 mm筛风干土样到广口瓶中，加脱气蒸馏水使液土比为5∶1，振荡3 min，过滤，吸取10 mL清亮滤液至蒸发皿中，至沙浴上蒸干，放入烘箱中烘干称重，计算出土壤中的含盐量。

1.6 换算公式的建立

在EXCEL中，将水（土）样的电导率值L当X值（左列），质量法测得的值当Y值（右列），做散点图，添加趋势线，在选项里将“显示公式”和“显示R平方值”打钩，即可得到回归方程。当土壤全盐量变幅较大时，应分段计算它们的回归方程，这样可明显提高计算精度。此回归方程即为用电导率值计算总盐的标准曲线，X值（或L值）的单位是mS/cm，Y值的单位是g/L或g/kg。

2 结果与分析

2.1 电导法测定水总盐含量结果分析

表1 不同团场水样的电导率和总盐的测定值

根据陈素平[2]的研究，对于一个特定的地区，在相对较小的区域内，当地层岩性、岩相与水文地质条件（地下水的类型与补给）相同、地球物理条件相近时，可以用水的电导率来反映度的变化，即它们之间存在着相关关系，利用这一关系得出的电导率数据就可以推算出需要经过繁琐操作才能得到的矿化度。对此，在工作中连续4年开展相关试验，得到以下结果。

2.1.1 水样试验数据

对兵团第一师区域内有代表性水样采用电导法和质量法测定盐分总量，建立电导法测定水量的校正系数和回归方程。参与试验水样数据共有36个。表1中列出了有代表性的几组数据。

从表1可见，取样单位涉及第一师11个单位，水样包括饮用自来水、排碱渠水和灌溉水。电导率值范围在0.8～18.0 mS/cm范围内，包括了盐分含量低、中、高的水样。

2.1.2 建立电导率值计算盐分总量的标准曲线或校正系数

2.1.2.1 建立标准曲线

应用表1数据，有2种方法将测得的电导率值换算为盐分总量，一是将实测盐分总量值除以电导率值，平均值即为校正系数。表1得出的校正系数是0.711 9，测水样时用校正系数乘以测得的电导率值就得到相对应的盐分总量（g/L）。二是对电导率和总盐的2组数据（如表1中2列数据）在EXCEL中做散点图得到线性标准曲线Y=0.731 4 L-0.037 6，相关系数R=0.992 0。 在实际工作中，经多年多点积累和校准建立了阿拉尔垦区的水样电导率值换算为总盐值的标准曲线为Y=0.736 7 L-0.047 9，相关系数R=0.992 8。

2.1.2.2 准确性检测

求校正系数法和标准曲线法的反算值与实测值的相对偏差，结果都在允差范围[1]之内，说明本试验所得的校正系数和计算公式准确可靠，可以做为阿拉尔垦区水样速测的换算公式。将电导率值带入公式反算的总盐值分别与实测的总盐值相减，差的绝对值求标准偏差和变异系数，校正系数反算值差的标准偏差为0.358，变异系数为133.9%，标准曲线反算值差的标准偏差为0.250，变异系数为95.5%，比前者小，可见标准曲线法计算出的结果与质量法实测结果更接近。因此，建立电导率和总盐的标准曲线（即标准曲线）准确度更高。

2.2 电导法测土壤总盐含量结果分析

农业土壤水溶性总盐含量主要包括8大离子，即阴离子（Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-）和阳离子 （Na+、K+、Ca2+、Mg2+），并常以离子组成作为盐碱土分类和利用改良的依据。土壤溶液中各种溶解盐类是以离子状态存在的，它们都具有导电能力。溶解的盐类越多，离子也越多，溶液的导电能力就越大，所以就能够根据溶液导电能力的大小，间接地测量土壤溶液中的溶解固体量[3]。 国内有人提倡用25℃的电导率直接表示，但由于水土比和盐分组成等因素的影响，应用指标一直未能确定。因此，目前仍然应用g/kg表示盐分含量[4]。

本研究对第兵团一师13个团场的土壤总盐开展研究，样本基数为每个团场50～150个土样，测定电导率后从中选出有代表性的土样30～50个用质量法测定总盐，建立电导率和总盐的标准曲线。

从表2可见，每个方程的相关系数R都达到0.95以上，相关性极显著，说明此标准曲线可以作为电导率和总盐的标准曲线用。与阿拉尔垦区可通用一个水样标准曲线不同，不同区域土壤的标准曲线不同，说明由于土壤盐分组成不同，相同的电导率值代表着不同的总盐量。阿拉尔农场和十一团2012年和2014年的方程变化不大，每年只需验证微调；但七团和十二团的曲线已发生很大变化，可能和取样地点设置、取样时期及人为耕作如取消春灌水等有关。在《FHZDZTR0071土壤、水溶性盐分全盐量的测定—电导法》[5]中指出：电导法比质量法简便快速，测定结果直接以电导率（mS/cm）表示，不必换算成全盐量（g/kg）。第一师也有专业人士持相同观点，甚至认为在测土配方施肥的大批土壤分析工作中，一个师通用一个换算方程即可。从表2的数据可见，不同的电导率值在不同的区域，会因为盐分的组成不同而代表不同的全盐量，而盐分的组成会和取样的时期和温度、地域、种植年限、人为耕作因素影响等有密切的联系，直接用电导率值来判断盐分高低会产生很大误差。因此用电导法测定土壤总盐，建立标准曲线的数据要多并且有代表性，必须对标准曲线多校准、多验证，当校正数据发生较大偏差时，则需重新同上步骤建立标准曲线。一般来说，小区域建立的方程准确度高于大区域。武得礼、王夏仙[6]对甘肃省景泰灌区土样的研究也得出相似的结果。

3 电导法测水和土壤中盐分总量的运用

3.1 电导法测水中总盐的方法

连续2～3年对本区域不同年份、不同地点和深度、不同质量的天然水样本同时测定电导率值（mS/cm）和用质量法测总盐（g/L），然后用总盐值除以电导率值即得校正系数；或电导率为X值，总盐为Y值，建立标准曲线，相关系数R达0.99以上，此标准曲线可用，运用时将测得的电导率值代入方程，即可计算出对应的总盐值。在使用过程中经常选有代表性的水样验证和完善标准曲线。

3.2 电导法测土壤中总盐的方法

对相同地区（如同一团场、同一连队）送来的大批量土壤样品先测电导率，然后根据电导率值从小到大每个梯度上根据该梯度数据出现频率低或高选1～3个样品用质量法测总盐。如前所述将电导率和总盐值建立标准曲线，相关系数R要达到0.95以上。方程确定后，运用时将测得的电导率值代入公式，即可计算出对应的总盐值。以后每年同区域同季节的样品仅抽取几个有代表性的样验证和校正方程，当校正数据发生较大偏差时，则需重新按上述步骤建立标准曲线。

不同区域的盐分组成有很大差异，一定要一个地区建立一条本地区的标准曲线。区域划分越小准确度越高，但为提高工作效率，划分区域的标准在实际区域的基础上，以电导率值数据和总盐值的相关性达到0.95以上为标准。

3.3 保持建立方程的操作方法和分析样品的方法一致

建立的方程是用来当做标准曲线计算总盐量的，所以在运用过程中，测样品时的方法一定要和建立方程时的方法一致，才能保证准确度高。

4 小结

盐碱是制约植物生长的重要因素，快速准确检测土壤总盐含量对指导农业生产具有重要意义。本文总结了测土配方土壤农化分析工作中开展的相关研究和应用经验，供广大分析测试工作者参考，希望能有所帮助。

[1]LY/T1251-1999.森林土壤水溶性盐分分析[S].

[2]陈素平.天然水中电导率与矿化度的关系探讨 [J].山西水利科技.2011（2）：78-80.

[3]胡诞康.溶液电导率测量的新进展 [J].机电一体化，1995（2）：42.

[4]谢森祥.关于统一盐碱土化学分析方法和鉴定指标的几点建议[J].土壤肥料，1989（2）：24-26

[5]FHZDZTR0071.土壤、水溶性盐分全盐量的测定——电导法[S].

[6]武得礼，王夏仙.电导法测定土壤全盐量应用条件的探讨[J].上壤肥料，1997（4）：37-40.

2015—02—09

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：陈玲，女，农艺师。长期从事土壤农化分析及土肥研究工作。E-mail：chengling@126.com。