测试土壤电导率的终极指南

土壤中的鼠尾草植物植物需要充足的阳光,空气,水和营养物质才能生长。但是你怎么能确保你的植物有足够的营养?测量土壤的不同方面可以准确地告诉您需要什么以及缺少什么,并帮助您培养强壮健康的植物。

测试土壤的pH值,水分含量和温度是健康土壤的良好开端。监测磷酸盐,硝酸盐,钙和钾都是植物生长的主要成分。还需要其他微量营养素。

帮助跟踪所有这些营养素的一种方法是测试土壤的电导率。导电性可以告诉您是否需要更多营养素,或者您是否需要更多营养素。在管理您的工厂时,这将节省您的时间和**。

首先,我们来看看基础知识。(或者使用以下链接之一跳到主题!)

  1. 什么是电导率?
  2. 影响土壤电导率的因素
  3. 土壤pH和电导率
  4. 为什么要测试土壤EC
  5. 选择EC测试方法
  6. 选择电导率探头
  7. 土壤EC测试选项
  8. 保护和维护您的土壤EC电极

什么是电导率?

电导率(EC)测量物质传输电流的程度。称为离子的小带电粒子有助于通过物质携带电荷。这些离子可带正电或带负电。离子越多,电导率越高; 较少的离子会导致较低的电导率。EC通常以毫西尔每厘米(mS / cm)报告。

总溶解固体(TDS)

洋葱在土壤中生长

总溶解固体(TDS)是溶液中溶解物质的量。该测量读取液体中所有溶解的无机和有机物质。该读数的结果显示为毫克每升(mg / L),百万分率(ppm),克每升(g / L)或千分之几(ppt)。

测量TDS是一个漫长的过程。首先,从土壤样品中提取所有水,然后蒸发水并蒸发后称量剩余的残留物。 测量物质的电导率,然后用转换因子将读数转换为TDS要容易得多。这里的诀窍是确保您使用正确的转换因子!

选择转换因子时要记住的一点是,并非所有溶解的固体都会导电。例如,如果您测量一杯水的电导率然后加入食盐,则电导率会上升。但是,如果你拿同一杯水,测量电导率,然后加糖,电导率不会受到影响。

这是因为食盐在加入溶液时会分解成带电离子。糖确实溶解,但它不会分裂成带电离子。但是,如果你要测量两杯水的TDS,他们会受到添加盐或糖的影响。

EC和TDS之间**常见的转换因子是0.5和0.7。0.5转换因子基于EC和TDS与氯化钠的关系。0.7转换因子基于EC和TDS如何与硫酸钠,碳酸氢钠和氯化钠的混合物相关。要使用转换因子,只需将EC读数乘以转换因子即可计算TDS。

示例转换表
(单击放大)

EC / TDS示例转换图表


影响土壤电导率的因素

很多东西都会影响土壤的电导率。**常见的因素是温度,土壤类型及其水分含量,盐度,灌溉和肥料以及土壤深度。

温度波动

空气,水和土壤的温度会影响您的电导率读数。请记住,土壤的EC涉及测量样品中的离子。当温度变暖时,这些离子会非常兴奋,因此它们会反弹并具有更大的活性。

更多活动意味着离子能够更好地传导电流。因此,土壤的电导率增加。随着温度的降低,离子会平静下来并减少移动。活性越低意味着离子携带电流的时间越长。这降低了土壤的电导率。 

土壤类型和水分含量

郁金香领域

土壤的质地会影响可用的水分量。这会影响土壤的EC。离子喜欢粘在其他颗粒上(如土壤中的颗粒)。当它们全部结合时,离子可能更难以读取。水分或水有助于释放离子,从而可以读取它们。

土壤的质地也会影响土壤中水的空间。这称为孔隙度; 不同大小的土壤颗粒为空气和水创造了不同的空间。

沙子不能很好地保持水分,因此它具有较低的导电性。粉质土壤,质地与河岸湿泥相似,具有中等的基础电导率。这种类型的土壤能够相对良好地保持在水上。

富含粘土的土壤由于它们能够保持水分的能力而具有更高的电导率,而具有中等电导率的土壤往往具有**大的作物产量。它们能够保持足够的水分,同时排出多余的水分。

与EC和土壤质地相关的另一个属性称为交换容量( CEC)。CEC涉及土壤中粘土和有机物的量。粘土具有更高的导电性,因此CEC越高,导电性越高。

灌溉和肥料

农业中立领域的开销

通常人们只会想到海洋这样的东西咸,但你知道土壤也可以咸吗?如果导电率或总溶解固体太高,这些盐可能是个问题。

盐非常导电,会提高土壤的EC。用于灌溉作物的水将通过增加或稀释可利用的盐和营养物质直接影响土壤质量。这反过来又影响导电性。

天然降雨会稀释植物根部附近的盐量。这有助于防止植物被过量的盐和营养物“燃烧”。这意味着植物的根部基本上被盐和营养物质堵塞。他们变得无法吸收盐,这会阻碍其生长。

如果灌溉水含盐量高,它会在田间积累,增加盐度和电导率。如果EC不超过4 dS / m,大多数农田被认为适合种植。但是,这个数字会因种植作物而异。

添加肥料是鼓励作物达到**佳生长的好方法。有太多的可能但好事。肥料将营养物质和盐引入土壤。这些离子将归因于土壤的更高电导率。注意土壤的导电性非常重要。添加过多的肥料,你可以增加盐度和EC超过安全限制。

土壤深度

**后但并非**不重要的是,土壤的深度可以直接影响其导电性。植物  可以 只生长在土壤表层,土壤的营养丰富的顶层。如果基岩或粘土太靠近表面,这会提高土壤的电导率。重要的是要注意种植区域周围(和下面!)的土地类型。

土壤pH和电导率

当土壤pH和土壤的电导率相互作用时,会发生有趣的事情。 土壤的pH值会 告诉您它的碱性或酸性,它会影响电导率结果。

pH也是离子的测量,但是特定的离子。带正电荷的氢离子导致物质更酸性,而带负电荷的氢离子导致物质更碱性。由于这些离子携带电荷,它们也可以携带电力。

物质越酸性或碱性越多,离子越多。离子越多,导电率越高。因此,土壤酸性或碱性越强,EC越高。pH越接近中性,它对土壤电导率的影响就越小。

为什么要测试土壤EC

胡萝卜在土壤中

测试你的土壤就是要确保营养均衡。测量土壤的pH值可以让您了解营养素的可用性,而EC则可以了解实际存在的含量。请记住,EC擅长测量土壤中离子的强度。这有助于您跟踪植物可用的营养素。

与使用电导率土壤图相比,更好的作物产量具有高度相关性。与地形图一样,有地图显示各个地理区域的EC。您可以创建自己的EC地图; 测试不同区域的EC并将其绘制在地图上。

植物对溶解的盐和营养物浓度具有不同的耐受性。豌豆和豆类等植物非常敏感沉积在土壤中的盐(EC必须低于2 mS / cm)。小麦和西红柿对较高的电导率具有适度的耐受性。棉花,菠菜和甜菜是EC耐受性很高的植物的例子。在破坏作物产量之前,这些植物的土壤可达到16 mS / cm。*平衡土壤的EC以促进**佳植物健康非常重要。

*这是通过一项研究来参考的,该研究通过1:1和1:5饱和土壤提取物测量EC。

选择EC测试方法

有几种方法可以测试土壤的电导率。您可以测试孔隙水(土壤中的水),土壤的总电导率或体积电导率  ,或者您可以创建浆料来测试土壤的电导率。

汉娜提示:在土壤中测量EC时,请在植物旁边以及更远的地方进行测量。种植区域的水分,养分和pH值会有很大差异。这意味着更多的工作,但你会很高兴能够获得更好地代表你的种植面积的结果。

测量你的毛孔水

**佳用途:温室,水培,水
优点:您可以看到您的植物实际可用的营养素
缺点:需要孔隙水提取器或多次测量并计算

在葡萄园的日落

测量孔隙水的电导率将使您**好地了解您的植物在土壤中的经验。如果植物溶解在根部附近的水中,它们只能从土壤中吸收养分。EC孔隙水的测量还将提供有关营养物质和盐类如何排出田地的信息。

这可以让您了解如何调整作物的灌溉和施肥。当您使用带温度补偿的测试仪或探头时,所有这些方法都是准确的。这可以纠正您的读数,了解与温度相关的离子活动的变化。

要测量孔隙水的EC,首先需要从土壤中提取水。这是通过孔隙水提取器或吸入式蒸渗仪完成的。吸入式蒸渗仪是一种带有非反应性多孔陶瓷盖的长管。非反应性帽是重要的,以便用水吸收的营养物不会干扰读数。

Lysimeters产生足够的吸力来打破土壤中的水分张力。一旦张力被破坏,水将自然地流入蒸渗仪。我们强烈建议在植物附近采样时使用多个蒸渗仪,因为表面和根部附近的营养物质差异很大。

如何测量孔隙水

  1. 设置蒸渗仪。
  2. 从土壤中提取与您通常采样的深度相同的水。
  3. 提取水后,将一些水倒入干净的烧杯中冲洗。
  4. 用足够的提取水填充烧杯以浸没探针。
  5. 用去离子水冲洗探头,然后再冲洗一点样品。
  6. 进行测量。

测量土壤的体积EC 

**佳用途:连续测量,现场测试
优点:空气,水,土壤的总电导率。易于测试,无需额外设备。
缺点:无法区分土壤,土壤中的空气或土壤中的水

土壤的体电导率测量总电导率。总电导率包括样品中土壤,空气和水分的EC。所有这些都带有带电离子,可以读作EC。这个阅读非常有用; 您可以从结果中计算出孔隙水电导率和饱和提取物电导率。您需要知道您的含水量才能进行计算(土壤中含有多少水)。

如何测量散装EC

  1. 选择您的测试地点。
  2. 用去离子水冲洗测试探针,确保其干燥。
  3. 检查土壤并确保土壤湿润。
  4. 用尺子或螺旋钻在土壤上打个洞。这使测试深度保持一致。
  5. 将探头直接插入土壤中,然后进行测量。 

在浆料中测量饱和土壤提取物EC

**佳用途:管理盐矿,农业,油田
优点:土壤盐分,哪种作物**适合土壤
缺点:更多的样品制剂,更耗时

 

使用饱和土壤提取物测试土壤的EC需要更多的样品制备。但这种方法可以产生准确的结果 这是量化土壤盐度的好方法。这种方法是测试土壤电导率的更传统方法。土壤中的材料颗粒之间充满了空间。土壤颗粒之间的孔隙空间可以包含空气或水。用水完全浸透土壤样品意味着用水填充所有孔隙空间。

如何测量土壤泥浆

  1. 从你的田地采集你的土壤样本。
  2. 确保您使用的容器在用去离子水冲洗之前完全干燥!
  3. 选择样品并在去离子水中混合,直到土壤变成粘稠的湿糊状物。这种糊状物中应该有足够的水使土壤变得非常泥泞(厚浆)。
  4. 让浆液混合。
  5. 通过漏斗过滤样品。
  6. 过滤样品后,将一些过滤后的样品倒入干净的烧杯中冲洗。然后,丢弃用于冲洗的样品。
  7. 用足够的提取水填充烧杯以浸没探针。
  8. 用去离子水冲洗探头,然后再冲洗一点样品。
  9. 进行测量。 

汉娜提示:进行测量时,在读数之前用额外的样品冲洗探头。这可以帮助您获得更快,更准确的阅读。

选择电导率探头

选择适合您测试需求的探头与您准备土壤样品的方式同样重要。EC测试中使用两种主要类型的探针:双电极探针和四个环形探针。必须妥善维护所有类型的探头。 ( 如果您想跳过维护部分,请单击此处。)

两个电极电导率探针

优点:价格便宜。样品量小。没有边缘场效应。
缺点:每个测试范围需要不同的仪表。极化效应。

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可以使用双电极探针测量电导率。这也称为安培电极。该探头价格低廉,用途广泛。探头中的两个电极由非反应性材料制成。这很重要,因为您不希望它们腐蚀或反应您的样品。

电极彼此绝缘,因此它们永远不会接触。他们只会与您的样品接触。两个电极测量通过样品中离子的电流。由于这种结构,您不需要太多样品就可以浸没探头。

电极之间必须保持稳定。弯曲探头中的两个电极会产生不准确的结果。需要仔细清洁以避免电极之间积聚。可以在电极表面上积聚的残留薄膜足以改变它们之间的固定距离。这将导致读数不准确。

使用这种类型的探头时可能出现的另一个问题是极化效应。这在具有不锈钢电极的两个电极探针中尤其常见。引脚之间可能会产生电荷,导致EC读数低于应有的值。使用带有石墨销的探头可以**大限度地减少极化。石墨电极的反应性也低于不锈钢电极。

使用双电极探头时,重要的是要了解样品中的电导率。探针中电极之间的固定距离意味着探针在一定范围内表现**佳。您可以定制购买探针和校准溶液。

四环电导率探针

优点:一个探针涵盖整个测试范围。更高范围内的准确度更高。无极化效应。
缺点:边缘场效应。样本量更大。更多的金融投资。

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的四个环形电导探针,或电势探针,工作比两个电极探针不同。该探针通过在探针内体周围使用四个金属环来工作。两个中间环用作感应电极,两个外环用作驱动电极。驱动电极提供内环监控的电压。当引入样品时,电压与电导率成比例下降。这种变化转化为电导率。 

四环探针的结构使其可用于各种样品。但是,为使探头工作,四个金属环上方的通气孔必须完全浸入水中。这意味着当使用四环电导率探头时,您需要更大的样本量才能进行精确测量。

四环EC探头非常有用,因为您只需要一个探头即可覆盖所有样品范围(**高1 S / cm)。在宽电导率范围内测量时,四环探头比双电极探头更好。该探针在具有较高电导率的样品中更准确。

虽然这种探头没有偏振效应,但它确实具有边缘场效应。当探针周围的电场接触样品容器时,发生边缘场效应。像杯子的侧面或底部的东西会导致你的EC读数不稳定。您可以通过放置探头来避免这种影响,因为它与容器的两侧之间有一英寸的空间。由于用于构造四环电导率探针(通常为铂)的材料,它们比双电极探针更昂贵。

土壤EC测试选项

用于测试的仪表与探针一样多种多样。为了满足您的测试需求,您可以使用数字直接土壤电导率测试仪  或直接土壤便携式电导率仪。这些类别中的每一个都拥有许多功能和选项,可帮助您完成所有测试需求。

记住; **好是获得温度补偿仪表。 温度可以改变土壤电导率的行为,它可以改变电导率探头的性能。具有温度补偿的仪表将能够根据这些变化调节电导率读数。

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数字直接土壤电导率测试仪

优点:易于使用。口袋大小。便宜。
缺点:许多是双电极探针,因此如果您有多种EC,则需要多个探针。

直接土壤电导率测试仪是口袋大小,简单易用的探针。这些探针中的许多是双电极探针。一些测试仪如Soil Test™直接土壤EC测试仪使用四环探针测量土壤的EC。它们非常适合在现场进行精确的电导率测试,并且在土壤泥浆中也很出色。

多种选项使测试人员能够根据您的测试需求量身定制。检查测试仪的制作过程。耐用的塑料或钢体有助于确保探头的长使用寿命。不同类型的塑料**有效地保护您的探头免受肥料浓缩物的影响。有防水选择。您不必再担心会不小心损坏测试仪。

许多数字直接土壤电导率测试仪也是组合测试仪。他们可以在土壤中测试多种质量。大多数都具有导电性和总溶解固体(TDS)模式。其他测试人员也可以测量土壤的pH值。这些功能很有用,因为您只需要携带一个测试仪来执行现场测试。

测试人员可以警告您电池电量不足。这样可以在功率过低时阻止读数,从而避免读数不准确。许多测试仪可以校准到单个校准点。某些组合测试仪可以使用快速校准模式进行校准。这使测试人员能够同时校准不同的测试电极(例如pH和EC / TDS)。 

便携式土壤电导率仪

优点:实地的实验室准确性。更多多参数选项。可定制的
缺点:更多技术使用。更贵。

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便携式土壤电导率仪是下一步。它们为实地带来了实验室准确性。这些仪表的设计和功能各不相同。部分客房拥有简约的双按钮设计,而其他客房则提供详细的菜单访问。大多数土壤便携式电导率仪能够同时测试多个参数。防水和防水选项有助于保持仪表正常运行。

一次测试多个参数有助于您获得具有实验室级结果的一体化解决方案。在测试不同参数时,从EC转换为TDS或盐度很容易。您甚**可以选择**的EC / TDS转换因子。这有助于您轻松获得理想的结果。有些仪表可以使用快速校准解决方案进行校准,就像测试仪一样。这些直接土壤便携式仪表的另一个特点是放大探头。放大探针有助于**大限度地减少样品中的电噪声。很多东西都会引起噪音或电气干扰。这些东西包括电机,泵和生长灯。

如果您需要跟踪和/或报告结果,直接土壤电导率仪是一个很好的选择。选择仪表能够为您提供良好实验室规范(GLP)数据。数据包括时间,日期,校准数据和记录的测量等信息。这为您提供了可追踪的数据报告。

这些便携式仪表比直接EC测试仪具有更多的操作专业知识。有些确实带有专用的HELP按钮哪一个 提示屏幕教程。便携式电导率仪表比电导率口袋测试仪略大。这些仪表比小电导率测试仪更具投资性。在购买之前,请务必检查仪表的工作范围。这将确保您将使用适合您的电导率范围的仪表。

保护和维护您的土壤EC电极

正确保养和维护电导率探头对于准确读数**关重要。清洁,校准和适当的存储将延长探头的使用寿命。一定要考虑测量不仅仅是EC的探针; 探针的pH值部分也需要小心。

定期清洁

保持土壤电导率探头清洁是获得准确结果的**步。此步骤还可延长探针的使用寿命。不正确的清洁可以改变探针在样品中的响应方式。探头上的残留物会导致EC仪表接收读数太低或太高。在读数之间正确清洁探头对于获得稳定的读数非常重要。有些仪表会提醒您何时需要清洁探头。您的探头类型将影响您清洁它的方式。

对于EC / TDS或EC / TDS /盐度探针:

  1. 首先用去离子水冲洗探头。
  2. 残留物粘在探头上,用软布除去微粒。
  3. 这一步要非常小心!有些探头有玻璃体,处理探头时应小心。
  4. 你不需要用很多压力; 这可以弯曲双探针探针。而是,冲洗探头并再次轻轻地使用布料。用去离子水润湿布料可以帮助去除颗粒。
  5. 如果使用布料,请务必再次冲洗探头,粘在探头上的任何纤维都可能会干扰读数。
  6. 用去离子水再次冲洗探头。

对于pH / EC / TDS /温度探头:

  1. 用去离子水填充挤压瓶或喷雾瓶。
  2. 用去离子水冲洗探头。
  3. 如果探头上仍有残留物,请勿擦拭探头!相反,请使用专门为土壤制作的清洁液。
    1. 有多种清洁解决方案,包括一般清洁,农业,腐殖质沉积和土壤沉积。
    2. 使用清洁液时。
      1. 在浸没探头之前冲洗探头。
      2. 让探针浸泡在清洁溶液中15分钟。
      3. 从清洁溶液中取出探头。
      4. 用去离子水冲洗探头。
      5. 将探头放入储存溶液中**少1小时后再使用。

有关更多信息和分步指南,关于适当的组合探针(特别是也可测量pH的探针),维护,请参考测试土壤pH的**指南。 

经常校准

校准土壤电导率探头可能很棘手。这是由于用于EC探针的校准标准没有任何缓冲能力。无缓冲容量意味着校准标准容易被污染。污染可能来自用于冲洗探头的去离子水。它也可以来自其他标准,来自pH探针的储存溶液或来自样品的残留物。污染会改变校准,导致校准不准确。

使用一次性校准溶液包时,避免污染更容易。单次使用数据包可确保您为每次校准使用完全新的标准。减少污染的另一种方法是使用一点标准来冲洗探头。使用校准标准液冲洗探针可去除探针上的残留物。 

汉纳提示: 有些探头可以使用快速校准解决方案  一次校准多个测量参数。

电导率校准步骤:

  1. 用去离子水填充挤压或喷雾瓶。
  2. 使用瓶子冲洗探头。
  3. 如果使用一次性一次性使用的校准标准包,撕开或切开包。
    1. 在EC仪表上输入校准模式。
    2. 确保选择了正确的校准标准。
    3. 用一些校准标准液冲洗探头(将一些标准物倒在探头上以避免污染。)
    4. 将探头插入包中,确保其正确浸入水中。
    5. 让读数稳定,并接受标准。
    6. 从标准小袋中取出探头,用去离子水冲洗。
  4. 如果使用一瓶校准标准。
    1. 将一些标准品倒入干燥清洁的烧杯中。
    2. 将搅拌棒放入烧杯中并将烧杯放在搅拌盘上。
    3. 搅拌烧杯中的标准液,然后倒出标准液。
    4. 用足够的标准填充烧杯以浸没探针。
    5. 在EC仪表上输入校准模式。
    6. 确保选择了正确的校准标准。
    7. 用一些校准标准液冲洗探头。
    8. 将一些标准物倒在探头上以避免污染。
    9. 将探头插入烧杯中,直**探头正确浸入水中。
    10. 让读数稳定,并接受标准。
    11. 从烧杯中取出探头,用去离子水冲洗探头。
    12. 对其他电导率标准重复这些步骤。

如果探针可以测量其他参数,例如pH,则可能需要额外的校准步骤。

条件总是

电导率探针的存储因探针类型而不同。永远不会改变的一件事是探头应始终保持清洁。用去离子水冲洗探头,清除表面残留的所有残留物。 

对于EC / TDS或EC / TDS /盐度探针:

  1. 清洁探头。请按照上述清洁说明进行更深入的说明。
  2. 将探头放入其存储盖或保护套中。

对于pH / EC / TDS /温度探头:

  1. 清洁探头。按照上述说明使用农业特定的清洁溶液进行清洁。
  2. 探头清洁后,将其存放在含有储存溶液或pH 4.01缓冲液的储存盖中。

寻找电导率探头的一些故障排除技巧?查看我们关于进行电导率测量时常见错误的博客文章。

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