电导率结合质量法测定沿海地区盐渍化土壤水溶性盐含量的可行性研究——以东营市为例

张继成，陈娟，栾辉，肖静，王波波

（东营市农业综合服务中心，山东 东营 257091）

盐渍化土壤是我国土地资源的重要组成部分，具有面积大、类型多、分布广的特征[1]，快速、准确地测定含盐量对盐渍化土壤改良利用具有重要意义[2]。目前，我国现行标准中土壤水溶性盐含量的测定方法主要有质量法、电导率法和盐分离子求和法，但各方法仍存在这样或那样的不足。其中，质量法具有准确度高、适应范围广的优点，但操作繁琐、工作量大；电导率法具有操作简便、稳定性好的优点[3，4]，但生产实践中很少直接用电导率值（EC）衡量土壤的盐渍化程度；盐分离子求和法与质量法相比，测定过程更为繁琐。目前，所检索到的有关文献资料中，大多是针对某一地区盐渍化土壤含盐量与浸提液EC 的相关性进行研究，而没有根据这种相关性提出具有普遍适应性的土壤含盐量测定方法[5～9]。基于此，作者提出了电导率结合质量法测定土壤含盐量的方法，该方法兼容了电导率法和质量法的优点，规避了二者的不足，适用于我国沿海地区成土条件相似的盐渍化土壤水溶性盐含量的快速、准确测定。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

东营市位于山东省北部黄河三角洲地区，东、北临渤海，西与滨州市毗邻，南与淄博市、潍坊市接壤；土地总面积82.4万hm2，其中耕地面积22.9 万hm2，95%以上的土地为黄河泥沙淤积而成，地势平坦，地下水埋深浅、矿化度高，自南向北依次为褐土、潮褐土、潮土、盐化潮土和盐土，其中潮土和盐土占土壤总面积的94%。

1.2 试验材料

1.2.1 土壤样本 土壤材料采自东营市高标准农田，共 138 个样本。2020 年东营市高标准农田建设项目申报面积9 600 hm2，分布于全市5 个县（区）的13 个乡（镇），主要为潮土。在项目区内，每约66.6 hm2为1 个取样单元，每单元取1 个混合土壤样本，根据地块形状采用“S”型或对角线方式布设10～15 个样点，钻取0～30 cm 土壤混匀，每个土壤样本保留2 kg。将土样置于阴凉通风处风干，过2 mm筛后备用。

1.2.2 仪器设备 DDSJ-308F 电导率仪，购自上海仪电科学仪器股份有限公司；MS-204 分析天平和ME802 电子天平，购自梅特勒托利多科技有限公司（上海）；SHK-IIIS 真空泵，购自郑州科泰实验设备有限公司；YC-R50 振荡器、DK-98-Ⅱ水浴锅和101-2AB烘箱，购自天津泰斯特仪器设备有限公司；DT5-2B低速离心机，购自北京时代北利离心机有限公司；锥形瓶、蒸发皿等。

1.2.3 试剂 过氧化氢（优级纯），无二氧化碳蒸馏水。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 通过建立土壤浸提液EC 与水溶性盐含量的回归曲线及关系式，检验二者的相关性；计算EC，代入回归关系式求得含盐量的准确度；验证电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的可行性。基本步骤如下：

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 选择代表性样本测定土壤水溶性盐含量和浸提液EC。根据东营市土壤分布规律和各项目区面积，在138 个土样中选取48 个样本，其中广饶县14 个、河口区7 个、利津县9 个、东营区9 个、垦利区9个，按照LY/T 1251—1999[10]方法，测定土壤水溶性盐含量和浸提液EC。

1.3.2.2 分析土壤水溶性盐含量与浸提液EC 的相关性。将48 个代表性土样的EC 按照由低到高排序，以每个样本的EC（x）为横坐标、该样本对应的含盐量（y）为纵坐标，利用EXCL 软件做图，绘制回归曲线并标识出回归关系式。

1.3.2.3 对电导率结合质量法测定土壤水溶性含盐量的可行性进行验证。

（1）对回归关系式含盐量计算结果的准确度进行检验。将48 个代表性土样的浸提液EC 分别代入水溶性盐含量—浸提液EC 的回归关系式，计算得到对应样本的水溶性含盐量。根据电导率法含盐量计算值与质量法含盐量测定值的相对偏差，对回归关系式的计算结果准确度进行检验。

（2）电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的可行性。鉴于土壤水溶性盐含量与浸提液EC 相关显著，以及回归关系式含盐量计算结果准确度符合规定，拟验证以尽量少的土壤样本建立回归关系式，测定土壤含盐量的可行性。步骤如下：在48 个代表性土样中，以最小EC 的1、2、4、6、8…倍选取土壤样本，同一倍数选取2 个以上样本，含EC 最小值和最大值对应的样本。根据所选样本数据，建立回归曲线并进行线性回归显著性检验。用该关系式计算48个代表性样本的土壤含盐量，根据关系式含盐量计算值与质量法含盐量测定值的相对偏差，对建立的回归关系式的计算结果准确度进行检验。

1.3.2.4 对电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的实例验证。2022 年东营市农业综合服务中心从全市2 333 hm2盐碱地，取23 个土样检测水溶性盐含量和浸提液EC 按照LY/T 1251—1999[10]方法，以最小EC的倍数从中选取12 个样本。由12 个样本数据建立土壤水溶性盐含量—浸提液EC 的回归关系式，并进行显著性检验。将23 个土样中每个样本的EC 分别代入该回归关系式计算含盐量，根据回归关系式含盐量计算值与质量法含盐量测定值的相对偏差，对建立的回归关系式的计算结果准确度进行检验。

1.3.3 数据统计分析 利用EXCL 软件，对电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的可行性、准确度进行分析验证。通过建立土壤浸提液EC 与水溶性盐含量的回归关系式，对二者相关性进行差异显著性检验；进而验证土壤浸提液EC 代入回归关系式计算含盐量的准确度；最后，对本文提出的电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的可行性进行确认和实例验证。

2 结果与分析

2.1 土壤水溶性盐含量与浸提液EC 的相关性分析

48 个代表性样本的土壤水溶性盐含量为10.3～24.11 g/kg，EC 为 260～6 590 μs/cm，二者顺序一致（表1）。土壤水溶性盐含量（y）与浸提液EC（x）的回归关系式为y=0.003 5x-0.107 6（图1），线性回归显著性检验结果显示 r（0.995 2） ＞r0.001（0.464 8），所选48个土样水溶性盐含量与浸提液EC 的相关性达到了极显著水平，可以利用该回归关系式计算土壤水溶性盐含量。

表1 48 个代表性样本的土壤水溶性盐含量及其浸提液ECTable 1 Soil water-soluble salt content and its extraction solution EC of 48 representative samples

图1 土样水溶性盐含量与浸提液EC 的回归曲线及关系式Fig.1 Regression curve and relationship formula between water-soluble salt content and extraction solution EC of in soil samples

2.2 电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的可行性分析

2.2.1 对回归关系式含盐量计算结果的准确度进行检验 计算结果显示，土壤含盐量为1.03～1.87 g/kg 时，相对偏差≤14.3%；土壤含盐量为1.87～4.56 g/kg 时，相对偏差≤9.9%；土壤含盐量为4.56～24.11 g/kg 时，相对偏差≤7.1%。可以看出，土壤含盐量为1.03～24.11 g/kg 时，电导率法计算值与质量法测定值的相对偏差均符合LY/T 1251—1999（表2），可以利用该回归关系式计算土壤水溶性盐含量。

表2 全盐量（质量法）与离子总量之间的允许偏差Table 2 Permissible deviation between total salt content（mass method） and total ion content

2.2.2 电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的可行性 鉴于土壤水溶性盐含量与浸提液EC 相关显著，以及回归关系式含盐量计算结果准确度符合规定，拟验证以尽量少的土壤样本建立回归关系式，测定土壤含盐量的可行性。以最小EC 的1、2、4、6、8…倍选取土壤样本，根据所选样本数据（表3）建立回归曲线（图2），回归关系式为y= 0.003 6x-0.217 4，r=0.996 4〔＞r0.001（0.780 0）〕，线性回归显著性检验达到极显著水平。

图2 土样水溶性盐含量与浸提液EC 的回归曲线及关系式Fig.2 Regression curve and relationship formula between water-soluble salt content and extraction solution EC of in soil samples

表3 以最小EC 倍数从1～48#土样中选取的样本Table 3 Samples selected from soil samples 1 to 48 with the minimum EC multiple

利用该关系式计算表1 中1～48#土样的含盐量，然后计算关系式含盐量计算值与质量法含盐量测定值的相对偏差。结果显示，含盐量为1.03～1.87 g/kg 时，相对偏差≤19.7%；含盐量为1.87～4.56 g/kg 时，相对偏差≤10.1%；含盐量为4.56～24.11 g/kg 时，相对偏差≤7.7%。可以看出，土壤含盐量为1.03～24.11 g/kg时，关系式含盐量计算值与质量法含盐量测定值的相对偏差均符合LY/T 1251—1999，可以利用该回归关系式计算土壤水溶性盐含量。

2.3 电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的实例验证

从全市2 333 hm2盐碱地，选取土样23 个，其中东营区5 个、垦利区9 个、河口区5 个、利津县4个，测定土壤水溶性盐含量和浸提液EC（表4）。以最小电导率值的倍数从23 个样本中选取样本12 个（表5），据此建立土壤水溶性盐含量—浸提液EC 的回归关系式为y=0.003 1x-0.071 3，r=0.993 5，经检验EC 与含盐量呈极显著线性相关〔r＞r0.001（0.823 3）〕。将23个样本的EC 分别代入该回归关系式计算对应样本的含盐量及其与质量法含盐量测定值的相对偏差，结果显示，相对偏差≤9.1%，符合LY/T 1251—1999。由此可见，采用电导率结合质量法测定东营市盐渍化土壤水溶性盐含量是可行的。

表4 23 个土壤样本的水溶性盐含量及其浸提液ECTable 4 Water-soluble salt content and its extraction solution EC of 23 soil samples

表5 以最小EC 倍数从23 个土样中选取的样本Table 5 Samples selected from 23 soil samples by the minimum EC multiple

3 结论与讨论

（1）试验所用土样含盐量为1.0～24.1 g/kg，涉及耕地面积1.2 万hm2，占东营市耕地总面积的5.2%，土壤样本具有较好的代表性，较为客观地反映出东营市盐渍化土壤含盐量与浸提液EC 的相关性，以及用电导率结合质量法测定该市盐渍化土壤水溶性盐含量的可行性。本研究结果显示，东营市盐渍化土壤水溶性盐含量与浸提液EC 的线性相关程度达到了极显著水平，相关系数r≥0.990。

（2） 东营市含盐量为 1.0～24.1 g/kg 或 EC 为 260～6 590 μs/cm 的土壤，可采用电导率结合质量法测定水溶性盐含量，尤其适合20 个以上样本的批量检测。电导率结合质量法测定土壤含盐量的基本步骤为：按照LY/T 1251—1999 方法，测定全部土样的浸提液EC，并由小到大进行排序；按最小EC 的倍数选取不少于10 个样本（同一倍数段至少选2 个样本，含EC最小值和最大值对应的样本），采用质量法测定所选样本的水溶性盐含量，建立EC 与水溶性盐含量的回归关系式（应r≥0.990，否则查找原因）；将所有样本的EC 代入关系式计算含盐量。

（3）不同盐渍区土壤的盐分组成和离子比例差别很大，对EC 具有一定的影响[11～13]，在实际应用中不能机械套用其他地区的经验公式。本研究提出的电导率结合质量法测定土壤水溶性盐含量的方法，对我国沿海地区成土条件相似的盐渍化土壤水溶性盐含量的快速测定具有一定的参考价值。