土壤酸堿度是土壤重要的基本性質之一,對土壤中養分存在的形態和有效性、土壤的理化性質、微生物活動以及植物生長發育都有很大的影響。由于很多營養元素的有效性與土壤pH有關,因此可根據土壤的pH評估土壤中養分的有效狀況。而且,近十年來,隨著化肥尤其是氮肥的大量施用,土壤酸化現象尤為嚴重,因此更應加強對土壤pH的監測。


微電極在測量土壤PH值時,作為一種高精度且非破壞性的監測工具,已經在土壤科學、環境科學以及農業科學等領域得到了廣泛應用。然而,為了確保測量結果的準確性和可靠性,在使用微電極進行土壤pH值測量時,需要注意多個方面。以下將詳細探討微電極在測量土壤pH值時需要注意的關鍵點。


一、微電極的選擇與準備


首先,微電極的選擇至關重要。微電極是指電極尖端長為幾微米至幾百微米且直徑在0.25~5.00μm范圍內的電極。根據測量需求,需要選擇具有高精度和高靈敏度的pH敏感型玻璃微電極。這種電極主要由玻璃微吸管、微參比電極和pH值敏感電極(內含氫離子交換劑)組成,能夠準確測量土壤溶液中的氫離子濃度,從而計算出pH值。


在使用前,需要對微電極進行充分的準備。包括電極的清洗、校準以及確保電極尖端無損傷等。清洗電極時,應使用去離子水或蒸餾水,避免使用可能污染電極的化學物質。校準電極時,應使用標準緩沖液,并按照制造商提供的校準步驟進行操作。校準后的電極應在規定的有效期內使用,以確保測量結果的準確性。


二、土壤樣品的制備與處理


土壤樣品的制備與處理是影響測量結果的重要因素之一。為了獲得準確的pH值,需要將土壤樣品制備成適當的懸液或糊狀物。制備過程中,需要注意以下幾點:


1.土水比的選擇:土水比的選擇對測量結果有顯著影響。一般來說,土壤懸液愈稀,測得的pH愈接近于7,尤以堿性土的稀釋效應較大。為了便于比較和獲得準確的結果,應固定土水比。根據經驗,堿性土采用1:1或1:2.5的土水比進行測定較為合適,而酸性土則可以采用1:5或1:1的土水比進行測定。


2.去除CO2的干擾:蒸餾水中含有的CO2會影響土壤pH的測量結果,使測得的pH值偏低。因此,在制備土壤懸液時,應使用去除CO2的蒸餾水。去除CO2的方法可以是將蒸餾水煮沸并冷卻后使用,或者使用專用的CO2去除裝置。


3.土壤樣品的粒度


與均勻性:土壤樣品的粒度也會影響pH值的測量結果。過大的顆粒可能導致微電極無法充分接觸土壤溶液,從而影響測量的準確性。因此,在制備土壤樣品時,應將其研磨至適當的粒度,通常建議通過2mm篩網。此外,土壤樣品的均勻性同樣重要。確保樣品中各部分土壤的性質盡可能一致,可以避免因土壤不均勻而導致的測量誤差。為了達到這一目的,可以在研磨后充分混合土壤樣品,并在測量前再次輕輕攪拌,以確保懸液或糊狀物的均勻性。


三、測量操作與注意事項


在進行實際測量時,操作技巧與細節同樣不容忽視。首先,應將微電極輕輕插入土壤懸液中,避免劇烈攪動以免破壞土壤結構或產生氣泡干擾測量。其次,保持電極在懸液中的穩定,等待讀數穩定后再進行記錄。此外,每次測量后應及時清洗電極并校準,以避免連續測量中可能產生的累積誤差。最后,注意記錄測量時的環境溫度,因為溫度也會影響土壤的pH值,必要時應對測量結果進行溫度校正。


綜上所述,微電極在測量土壤pH值時,通過精心選擇與準備電極、合理制備與處理土壤樣品以及細致操作與注意事項,可以確保測量結果的準確性和可靠性,為土壤科學、環境科學及農業科學等領域的研究提供有力支持。