前期回顾：在上一期公众号中，小编已经将养分监测体系的架构、理论和验证等进行了一个概括性阐述，还没看的小伙伴们可以戳这里哦（尝试加入超链接）。土壤中有效养分包括水溶态养分和交换态养分，我们会从水溶态养分入手，成熟后再走进交换态。那么从本期开始，小编将在整个“养分系列”中对相关进展进行详细阐述。

本期让我们从土壤开始走进养分之旅吧。

为什么要监测土壤养分

前段时间张福锁院士在《开讲啦》中的精彩授课不知道大家看了没有，小编看后感触颇深，还真是万物土中生，我们的生活离不开土地带来的恩惠，我们的营养也间接离不来土壤的供应。因为只有养分状态良好的土壤，才会带来丰产又健康的粮食和瓜果蔬菜。这也是我们监测土壤养分的目的。

关于次标准物质——石英砂

了解我们公司的都知道我们的非接触式水盐传感器是通过田间原位安装方式打入地里并实现实时监测的，也就是最外层外管直接与土壤相连接。但是养分的监测和水盐监测有很大的不同，我们在外管和土壤中间铺设一层次标准物质石英砂。土壤中水溶性养分会渗入到石英砂中，被养分传感器所感知。

小编知道，您可能会有疑问，为什么不直接测土壤中的养分，而是要在中间加一层次标准物质呢？这层石英砂中的养分能代替土壤的养分状况吗？

这是因为土壤和石英砂有着本质上的区别，即在微观世界中，土壤中含有粘粒，而石英砂中可以约等于零。粘粒本身具有界面效应，通俗的解释可以理解为这些粘粒很狡猾，自己有一层衣服穿不够，还要借助别人的形成两件衣服，即胶体的双电层。这些带有双电层的胶体在变频场中就会进行一波破坏级别的干扰，进而干扰到实际的介电行为使结果不准。而这些水溶性养分走到脱离了界面干扰的石英砂中就显得十分温和，没有了干扰后，可以准确直接测到我们想要观察的养分。可见，石英砂不仅不会影响最终测试结果，反而是这个环节中必不可少的一部分。

那么石英砂应该铺设多厚呢？该石英砂又能否抵抗住极温的影响呢？

对此我们都在实验室进行了实验。通过不同距离的能量损失我们找到了即不会浪费又不影响测试的最佳距离，即最佳石英砂厚度。

我们又通过多轮的增温和减温的极端环境变化，对不同土壤和石英砂结合态的土体进行实验，发现没有明显的收缩和膨胀，数据正常，证明石英砂在外界条件下对温度变化的承受力是足够的。

监测土壤养分时为何还需区分土壤质地

我们上述提到了我们监测的养分是次标准物质中的养分，既然如此我们为什么还要区分土质呢？

水溶性养分离不开水，因此从土壤到石英砂的水分运移是会对结果有影响的，不同土质的水分运移速率不同，对应的石英砂也不能只采用一种粒径来铺设，而是针对不同种土质选用不同粒径配比的石英砂，因此还是要采取FAO法先对土质进行划分。而对于具体的粒径配比，我们利用平板仪来找到不同粒径石英砂所对应的水势，进而达到目的。

小结

土壤养分原位监测，需要借用一种很重要的工具，即次标准物质石英砂。但是在实际安装过程中仍然要明确土壤质地，再根据土质采用对应配比的次标准物质，以达到精准测量的目的。

那么介电谱又是如何在监测土壤养分中进行应用的呢，详见下期分解啦

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