周 怡，紀(jì)榮平，胡文友，黃 標(biāo)，涂勇輝，姜 軍，馬 力

我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)方法和技術(shù)研發(fā)進(jìn)展與展望①

周 怡1,2，紀(jì)榮平1，胡文友2*，黃 標(biāo)2，涂勇輝3，姜 軍3，馬 力3

(1 揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127；2 中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京土壤研究所)，南京 210008；3 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所)，南京 210008)

快速、準(zhǔn)確獲取土壤多種屬性信息是土壤質(zhì)量快速檢測(cè)與評(píng)估以及現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然需求。本文系統(tǒng)闡述了我國(guó)在土壤水分、鹽分、養(yǎng)分、pH、溫度等多參數(shù)快速檢測(cè)方法、技術(shù)與設(shè)備等方面的研發(fā)進(jìn)展，比較了不同快速檢測(cè)方法和技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),分析了土壤多參數(shù)檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)現(xiàn)狀、專(zhuān)利申請(qǐng)情況以及國(guó)家重大科研儀器項(xiàng)目的資助情況。未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)土壤快速檢測(cè)設(shè)備的核心軟硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與集成技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)土壤檢測(cè)的多參數(shù)快速智能化，同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步加大土壤快速檢測(cè)方法和技術(shù)的科技投入與聯(lián)合攻關(guān)研究，以滿(mǎn)足我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)及土壤質(zhì)量快速調(diào)查與評(píng)估的實(shí)際需要。

土壤；快速檢測(cè)；專(zhuān)利分析；研究進(jìn)展；發(fā)展趨勢(shì)

土壤是人類(lèi)賴(lài)以生存和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，快速、準(zhǔn)確獲取土壤環(huán)境質(zhì)量信息是土壤資源調(diào)查與評(píng)價(jià)等工作的重要前提與基礎(chǔ)。土壤參數(shù)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法具有前處理復(fù)雜、分析周期長(zhǎng)、測(cè)試費(fèi)用高等缺點(diǎn)。尋找便捷、安全、可靠的快速分析方法，及時(shí)準(zhǔn)確獲取土壤多種屬性信息及其質(zhì)量狀況尤為重要。2016年國(guó)家《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》出臺(tái)，提出“建立十年一次的土壤環(huán)境質(zhì)量狀況定期調(diào)查制度，2020年底前，實(shí)現(xiàn)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位所有縣(市、區(qū))全覆蓋”[1]?？梢?jiàn)，未來(lái)對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)將成為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的常態(tài)，迫切需要開(kāi)展土壤多參數(shù)快速檢測(cè)方法與技術(shù)方面的研究，以實(shí)現(xiàn)多尺度土壤屬性數(shù)據(jù)的快速獲取與更新，滿(mǎn)足土壤快速監(jiān)測(cè)科研與應(yīng)用需求[2]。

我國(guó)目前土壤快速檢測(cè)技術(shù)與國(guó)外相比還存在很大的差距，多數(shù)土壤傳感器及土壤檢測(cè)設(shè)備均從國(guó)外引進(jìn)[3]。在研制具有高精度低能耗的具有無(wú)線(xiàn)傳輸功能的土壤快速檢測(cè)設(shè)備上還存在較大的困難。為了全面了解我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備方面的研發(fā)情況，本文系統(tǒng)總結(jié)了我國(guó)目前在土壤水分、鹽分、養(yǎng)分、pH、溫度等多參數(shù)快速檢測(cè)方法、技術(shù)與設(shè)備等方面的研發(fā)進(jìn)展，比較了不同快速檢測(cè)方法和技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了土壤快速檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)現(xiàn)狀、專(zhuān)利申請(qǐng)情況以及國(guó)家重大科研儀器項(xiàng)目的資助情況，進(jìn)而提出下一步研發(fā)建議與展望，以期為我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)方法和技術(shù)研發(fā)與發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和參考資料。

1 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)方法研究進(jìn)展

1.1 水分檢測(cè)

水分是構(gòu)成土壤肥力的一個(gè)重要因素，它不僅影響著土壤的物理性質(zhì)，還制約著土壤中養(yǎng)分的溶解和遷移，是監(jiān)控土壤干旱和退化的重要指標(biāo)[4]。測(cè)定土壤水分的方法大致可分為三類(lèi)：取樣法[4]、定位法[5]和遙感法[6]。不同的檢測(cè)技術(shù)存在不同的局限性且有著相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)(表1)。常用的土壤水分檢測(cè)方法有烘干稱(chēng)重法、介電法、遙感法。烘干稱(chēng)重法指根據(jù)測(cè)定土樣的質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算含水率，主要用于標(biāo)定檢驗(yàn)，該方法簡(jiǎn)單且測(cè)量精度高，但在取樣時(shí)會(huì)破壞土壤，難以進(jìn)行長(zhǎng)期原位監(jiān)測(cè)，不能連續(xù)測(cè)定土壤水分。介電法克服了烘干法的弊端可以進(jìn)行連續(xù)土壤水分監(jiān)測(cè)，目前常用的方法包括時(shí)域反射法(time domain reflectometry, TDR)和頻域反射法(frequency domain reflectometry, FDR)[7]。TDR技術(shù)自從1980年Topp等人提出了土壤介電常數(shù)與土壤含水量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系便開(kāi)始廣泛使用[8]。當(dāng)溫度在10 ~ 36 ℃、實(shí)際體積含水量0 ~ 35% 變化時(shí)，TDR測(cè)量值不受土壤質(zhì)地、容重、溫度等因素的影響，測(cè)量速度快、精度高、不會(huì)干擾土壤[9]。FDR是利用LC(諧振)電路的振蕩，通過(guò)土壤中介電常數(shù)的變化引起的頻率變化來(lái)測(cè)定土壤的水分含量，該方法最早起源于荷蘭瓦格寧根大學(xué)Hilhorst教授，可以通過(guò)調(diào)節(jié)傳感器的位置測(cè)定不同深度土壤的含水量，受外界影響小，測(cè)得的結(jié)果準(zhǔn)確[10]。傳統(tǒng)的土壤水分檢測(cè)方法還有遙感法。遙感法是一種非接觸式、大面積、多時(shí)相的土壤水分監(jiān)測(cè)方法，能夠反映大面積的地表信息，適用于大范圍監(jiān)測(cè)[11-12]。目前遙感法主要集中在光學(xué)遙感和微波遙感領(lǐng)域[13]，光學(xué)遙感法包括常見(jiàn)的熱慣量法[14]、植物缺水指數(shù)法[15]、熱紅外法等[16]。光學(xué)遙感法目前研究應(yīng)用較廣，但是易受到氣象條件的影響。隨著“3S”技術(shù)的不斷發(fā)展，微波遙感監(jiān)測(cè)土壤水分具有很大的發(fā)展前景，將是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向。

表1 土壤水分測(cè)定方法及優(yōu)缺點(diǎn)

基于駐波率原理，裘正軍等[17]研制了基于GPS (全球定位系統(tǒng)，global positioning system)定位的快速水分測(cè)量?jī)x，采用SWR-2型土壤水分傳感器來(lái)測(cè)定土壤水分，這樣既能快速測(cè)定土壤水分含量又能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)了土壤水分測(cè)定的多功能化，為實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)提供了便利。馮磊[18]研制出了TSC-1便攜式土壤水分測(cè)試儀，該儀表可以快速檢測(cè)土壤容積含水量，設(shè)計(jì)了基于RS-485總線(xiàn)應(yīng)用信息融合技術(shù)的智能土壤水分傳感器，降低了安裝成本，提高了土壤水分傳感器的精度。由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研發(fā)的TS-1型土壤水分速測(cè)儀，可以測(cè)定土壤、砂、水泥等多孔性物質(zhì)的含水量，測(cè)量一個(gè)土樣大約僅需3 min，與烘干法測(cè)出的精度相比小于2%，測(cè)量精度準(zhǔn)確、時(shí)間短，大大節(jié)省了土壤水分的測(cè)定時(shí)間，提高了野外土壤水分檢測(cè)的工作效率。

1.2 鹽分檢測(cè)

土壤鹽分是土壤鹽漬化研究的重要指標(biāo)，也是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素。對(duì)土壤鹽分的測(cè)定通常是先對(duì)土壤中的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定，然后通過(guò)土壤電導(dǎo)率計(jì)算出土壤中鹽分含量的多少[19]。這種方法測(cè)定過(guò)程繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且破壞了土壤原樣。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤鹽分快速、有效的測(cè)定，目前主要應(yīng)用的有基于原位監(jiān)測(cè)的土壤溶液法和土壤表觀電導(dǎo)率法[20]。在土壤溶液電導(dǎo)率測(cè)定中，可采用土壤鹽分傳感器直接測(cè)定土壤溶液電導(dǎo)率，鹽分傳感器適合長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)土壤鹽分，對(duì)一定深度的土壤溶液長(zhǎng)期觀測(cè)具有很高的精確性，但在使用過(guò)程中傳感器需要重新校正，不適用于監(jiān)測(cè)快速和短期的鹽分變化，且在干燥土壤環(huán)境中無(wú)法使用[21]。土壤表觀電導(dǎo)率是一種快速、高效、穩(wěn)定的測(cè)定土壤鹽分時(shí)空分布特性的方法，可采用電阻法(ER)、電磁感應(yīng)儀法(EM)和時(shí)域反射法(TDR)確定土壤鹽分，具有操作簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、獲取數(shù)據(jù)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但是容易受到土壤含水量、質(zhì)地等因素的影響[22]，至今仍缺乏普適性強(qiáng)的關(guān)系模型，所以測(cè)量精度上受到一定的限制[23]。電阻法測(cè)定的土體范圍較大，可以抵消土體局部的差異性，但是測(cè)定過(guò)程中需要不斷地將傳感器深入土壤，因此不適合在干燥的土體中測(cè)定。電磁感應(yīng)法恰好能彌補(bǔ)這種不足，但是測(cè)得的是不同土壤深度的加權(quán)值而非平均值，在后期計(jì)算過(guò)程中較為復(fù)雜[24]。電磁感應(yīng)法適用于大面積土壤鹽分的監(jiān)測(cè)，近年來(lái)許多學(xué)者將電磁感應(yīng)技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合來(lái)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)土壤[25-26]，受到廣泛的應(yīng)用。時(shí)域反射法(TDR)是通過(guò)分析電磁波在土壤中的衰減來(lái)測(cè)定電導(dǎo)率值，易受到土壤溫度、質(zhì)地等因素的影響，在使用前必須進(jìn)行校正[27]。TDR因?yàn)槠錅y(cè)定簡(jiǎn)便，不破壞原狀土壤結(jié)構(gòu)，能同時(shí)測(cè)定水分和電導(dǎo)率，近幾年在土壤水分及鹽分測(cè)定方面發(fā)展速度很快，相信在未來(lái)可以有更大的發(fā)展空間，能夠進(jìn)行不同尺度范圍內(nèi)土壤中水分、鹽分的快速檢測(cè)。

1.3 養(yǎng)分檢測(cè)

土壤養(yǎng)分的快速檢測(cè)對(duì)指導(dǎo)合理施肥具有重要意義，一直是精細(xì)農(nóng)業(yè)信息獲取的技術(shù)難題[28-29]。傳統(tǒng)的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)采集方法主要是通過(guò)田間取樣-實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析手段進(jìn)行獲取，操作繁瑣，分析效率低而且時(shí)效性很差。土壤養(yǎng)分的快速檢測(cè)是一種相對(duì)于常規(guī)化學(xué)分析，采用光電比色原理，速度更快捷、成本更低廉、測(cè)試設(shè)備更簡(jiǎn)便，而測(cè)試精度能滿(mǎn)足測(cè)土配方施肥要求的養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)[30]?？焖贉y(cè)量?jī)x器設(shè)備一般由公司與農(nóng)業(yè)研究應(yīng)用機(jī)構(gòu)合作開(kāi)展相關(guān)研究共同開(kāi)發(fā)，如美國(guó)HACH公司生產(chǎn)的NPK-kit、德國(guó)MERCK公司生產(chǎn)的RQflex等，目前國(guó)內(nèi)土壤養(yǎng)分快速檢測(cè)的儀器有北京強(qiáng)盛分析儀器制造中心研發(fā)的TFC系列土壤養(yǎng)分速測(cè)儀、河南農(nóng)大機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)中心研制的YN型土壤肥料養(yǎng)分速測(cè)儀等[31]。近年來(lái)土壤養(yǎng)分分析中應(yīng)用較多的是可見(jiàn)光-近紅外反射光譜(visible and near infrared reflectance spectro-meter, Vis-NIR)，利用化學(xué)分子含氫官能團(tuán)對(duì)特定譜帶近紅外光的特異性吸收而獲得吸收光譜，利用化學(xué)計(jì)量方法定性定量檢測(cè)養(yǎng)分含量[32]。該方法土壤無(wú)需進(jìn)行預(yù)處理，運(yùn)行速度快，測(cè)試結(jié)果受人為干擾影響小。利用Vis-NIR技術(shù)，李民贊等[33]開(kāi)發(fā)了一款便攜式土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定儀，該設(shè)計(jì)不僅降低了能耗，且精度能滿(mǎn)足便攜式儀器實(shí)時(shí)測(cè)量的要求。賈生堯[34]采用Vis-NIR技術(shù)，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，開(kāi)發(fā)了一套便攜式土壤養(yǎng)分快速分析系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分信息的快速無(wú)損檢測(cè)。由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研制的SFM-1型智能化基于電化學(xué)方法測(cè)試的土壤肥力測(cè)定儀，具有較寬的測(cè)量范圍，并且不需要在每次測(cè)定前標(biāo)定，可用于帶色的或有懸浮質(zhì)點(diǎn)的土壤溶液和環(huán)境水樣測(cè)定，操作簡(jiǎn)便，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土壤及環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)。

1.4 pH檢測(cè)

土壤pH(酸堿度)是影響土壤環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)[35]，也是土壤肥力的重要影響因素之一，土壤的酸化將嚴(yán)重影響糧食安全和土地生產(chǎn)潛力的發(fā)揮[36]。在測(cè)定土壤pH方面，國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織于2005年發(fā)布了《土壤質(zhì)量pH的測(cè)定》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[37]。國(guó)內(nèi)外目前采用的主要是電極法，采用pH計(jì)測(cè)定溶液中氫離子的活度[38]。除此之外，常用的方法還有混合指示劑比色法、pH試紙法、可見(jiàn)光光譜提取法、傳感器檢測(cè)方法等。在測(cè)定pH前，應(yīng)預(yù)先選好相應(yīng)的檢測(cè)方法，混合指示劑比色法和pH試紙法適用于較簡(jiǎn)單的測(cè)定溶液pH，如對(duì)pH精度要求比較高則適合采用電極電位法和可見(jiàn)光光譜提取法。目前，土壤pH檢測(cè)還受外界影響較大，測(cè)量精度高、受外界影響小的檢測(cè)技術(shù)還亟待突破。胡永強(qiáng)等[39]為了改善傳統(tǒng)pH檢測(cè)技術(shù)手段落后、時(shí)效性差等特點(diǎn)，研究了一種基于GPRS (通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)，general packet radio service)的遠(yuǎn)程土壤pH快速檢測(cè)系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)設(shè)備功能單一的問(wèn)題，精度高、靈活性強(qiáng)，滿(mǎn)足土壤pH快速檢測(cè)的需求；土壤pH在測(cè)定過(guò)程中受到土壤含水率和溫度的影響，趙燕東等[40]設(shè)計(jì)了帶有溫度含水率補(bǔ)償模型的銻電極土壤pH在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，在pH范圍為3.06 ~ 10.36之間可實(shí)現(xiàn)有效測(cè)定。

1.5 溫度檢測(cè)

土壤溫度對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)具有重要影響。在實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)定溫度的方法有非接觸式溫度傳感器和接觸式溫度傳感器法。非接觸式溫度傳感器法主要指紅外測(cè)溫法，不需直接接觸被測(cè)物體，使用方便，靈敏度高，但其測(cè)量精度差，易受干擾。接觸式溫度傳感器法與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，包括熱電阻、熱電偶、集成溫度傳感器及數(shù)字溫度傳感器等，適用于中低溫的測(cè)定，成本較低但不適用于極低和極高溫度的測(cè)定。謝忠斌等人[41]針對(duì)傳統(tǒng)土壤溫度檢測(cè)的局限性，采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的單線(xiàn)數(shù)字溫度傳感器DS18B2進(jìn)行溫度采集，開(kāi)發(fā)了土壤溫度無(wú)線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)土壤溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)精度高，節(jié)點(diǎn)功耗低，克服了傳統(tǒng)土壤溫度檢測(cè)的缺點(diǎn)。同樣，為了解決傳統(tǒng)土壤溫度測(cè)定方法的不足，李增祥等[42]在測(cè)定土壤溫度時(shí)將整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)埋入土層長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土壤溫度，利用無(wú)線(xiàn)通信芯片以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有效地解決了傳統(tǒng)測(cè)量方法中勞動(dòng)強(qiáng)度和測(cè)量準(zhǔn)確性不能兼顧的矛盾，并且具備運(yùn)行速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)研發(fā)進(jìn)展

2.1 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域較多的主要集中在測(cè)量、測(cè)試領(lǐng)域，占整個(gè)申請(qǐng)比例的69%；其次是在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)領(lǐng)域，占比14%；在信號(hào)裝置領(lǐng)域占比6%；占比較少的為控制、調(diào)節(jié)，通信技術(shù)，計(jì)算、推算和發(fā)電、變電領(lǐng)域，表明目前土壤快速檢測(cè)技術(shù)仍以測(cè)量為主，在農(nóng)林業(yè)、信號(hào)裝置和通信技術(shù)上還有很大的研發(fā)前景(表2)。

表2 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域分類(lèi)及占比

注：G01：測(cè)量、測(cè)試；A01：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)；G08：信號(hào)裝置；G05：控制、調(diào)節(jié)；H04：通信技術(shù)；G06：計(jì)算、推算；H02：發(fā)電、變電。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，目前我國(guó)土壤快速檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備也開(kāi)始向多元化和多功能化方向發(fā)展(表3)。

表3 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備分類(lèi)和特點(diǎn)

2.2 國(guó)家重大科研儀器項(xiàng)目資助情況

近年來(lái)，國(guó)家自然科學(xué)基金委在重大科研儀器研發(fā)上的投入總體上呈現(xiàn)逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)(圖1)，到2010年以后，投入和支持的數(shù)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。另外，2016—2018年間，科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助的儀器研發(fā)項(xiàng)目數(shù)分別為40，50，53項(xiàng)，資助數(shù)量也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。上升曲線(xiàn)總體反映了我國(guó)科技事業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)重大科研儀器設(shè)備的研發(fā)越來(lái)越重視。因此，我國(guó)土壤快速檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)今后仍將處于快速發(fā)展時(shí)期，應(yīng)在這個(gè)良好的發(fā)展前景下，抓住機(jī)遇、面對(duì)挑戰(zhàn)，研發(fā)更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、高精度、智能化的便攜式土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備。

圖1 國(guó)家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制項(xiàng)目(自由申請(qǐng))資助情況

3 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備研發(fā)進(jìn)展

3.1 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備研發(fā)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)研發(fā)的土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備已改變?cè)裙δ軉我弧⒓啥炔桓?、成本昂貴的局面，一些新型復(fù)合土壤檢測(cè)設(shè)備朝著多元化的方向進(jìn)展。對(duì)土壤溫度、水分、鹽分以及pH的多參數(shù)檢測(cè)上，程坤等[43]設(shè)計(jì)的基于STM32的便攜式土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)檢測(cè)并且測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)顯示在手機(jī)端APP上；對(duì)土壤水分、電導(dǎo)率(EC)和溫度的同時(shí)測(cè)定，一種基于SDI-12總線(xiàn)的土壤多參數(shù)檢測(cè)儀可以實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備結(jié)合5TE三合一土壤傳感器，可在實(shí)驗(yàn)室同步測(cè)定和傳輸，且測(cè)量參數(shù)精度較高，速率較快，集成度高，滿(mǎn)足了對(duì)土壤快速檢測(cè)的要求[44]；在保持單個(gè)參數(shù)精度不變的情況下可以同時(shí)測(cè)定土壤水分、溫度和電導(dǎo)率的土壤多復(fù)合傳感器，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的智能檢測(cè)中能將數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，保持?jǐn)?shù)據(jù)快速、穩(wěn)定[45]。在儀器的數(shù)據(jù)通信方式上，基于GPS和SMS (short messaging service)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的土壤養(yǎng)分、水分速測(cè)系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分速測(cè)、管理決策系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊和資源共享。通過(guò)集成GIS，實(shí)現(xiàn)了具有空間屬性的土壤養(yǎng)分、水分?jǐn)?shù)據(jù)的可視化管理，提供了高精度的空間位置屬性，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、定位和儲(chǔ)存一體化[46]。

3.2 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備專(zhuān)利申請(qǐng)情況

從我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備研發(fā)的發(fā)展年代變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)(圖2)，從2009年開(kāi)始，土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備專(zhuān)利申請(qǐng)量呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，說(shuō)明該領(lǐng)域開(kāi)始進(jìn)入初步成長(zhǎng)期，從2014年起專(zhuān)利數(shù)量呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，到2017年土壤多參數(shù)快速檢測(cè)專(zhuān)利的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到190項(xiàng)，表明該領(lǐng)域已進(jìn)入快速發(fā)展期。由于專(zhuān)利申請(qǐng)到公開(kāi)之間有較長(zhǎng)時(shí)間的延遲，2018年申請(qǐng)的專(zhuān)利數(shù)量還未全部公開(kāi)，截至2018年上半年的數(shù)據(jù)檢索到的數(shù)量為98件，說(shuō)明研發(fā)熱情仍很積極，該領(lǐng)域今后仍有較大的發(fā)展空間。

圖2 土壤快速檢測(cè)設(shè)備專(zhuān)利數(shù)量變化趨勢(shì)(數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù))

在土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備的專(zhuān)利中，土壤水分、養(yǎng)分和pH專(zhuān)利是發(fā)表最多、也最為成熟的。從土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)發(fā)表的專(zhuān)利數(shù)量來(lái)看(圖3)，土壤水分檢測(cè)技術(shù)的數(shù)量最多、研發(fā)熱度也最高，從2009年起，測(cè)定土壤水分的專(zhuān)利呈波浪式上升；其次是土壤養(yǎng)分檢測(cè)技術(shù)，相比于水分測(cè)定，土壤養(yǎng)分初期發(fā)展較慢，但從2012年起發(fā)表的專(zhuān)利數(shù)量開(kāi)始逐漸增多，在未來(lái)該領(lǐng)域有較大的發(fā)展前景。土壤pH和溫度檢測(cè)技術(shù)相比水分和養(yǎng)分起步較晚，從2015年起逐漸進(jìn)入增長(zhǎng)期。土壤鹽分檢測(cè)技術(shù)在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利檢索到的數(shù)量較少，表明未來(lái)在土壤鹽分檢測(cè)設(shè)備上需要投入更多的經(jīng)費(fèi)和精力，攻克鹽分傳感器研發(fā)的技術(shù)難題，解決和彌補(bǔ)目前土壤鹽分快速檢測(cè)方面的難點(diǎn)和不足。

圖3 不同參數(shù)土壤快速檢測(cè)設(shè)備專(zhuān)利數(shù)量變化趨勢(shì)(數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù))

在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利檢索及分析高級(jí)檢索上檢索相關(guān)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)的專(zhuān)利，將搜索到的文獻(xiàn)加入文獻(xiàn)分析庫(kù)統(tǒng)計(jì)出土壤快速檢測(cè)設(shè)備專(zhuān)利權(quán)人申請(qǐng)量分布圖(圖4)。從土壤多參數(shù)快速檢測(cè)專(zhuān)利發(fā)明排名較前的專(zhuān)利權(quán)人來(lái)看，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)明的專(zhuān)利數(shù)量最多，排名第一，說(shuō)明中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在土壤多參數(shù)快速檢測(cè)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力和技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，緊隨其后的有中國(guó)水利水電科學(xué)研究院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，發(fā)明專(zhuān)利的數(shù)量不相上下，但與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)相比仍有較大的差距。研發(fā)數(shù)量排名前十的機(jī)構(gòu)中沒(méi)有企業(yè)單位，表明我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備研發(fā)的主要力量還是高校和科研院所。高校和科研院所雖然具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技能，但目前還停留在基礎(chǔ)研發(fā)階段，真正實(shí)現(xiàn)研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化將來(lái)還需要企業(yè)共同參與。

圖4 土壤快速檢測(cè)設(shè)備專(zhuān)利權(quán)人申請(qǐng)量分布圖(數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù))

4 土壤多參數(shù)快速檢測(cè)方法和技術(shù)研發(fā)展望

4.1 加強(qiáng)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)的核心硬件開(kāi)發(fā)與集成技術(shù)研究

當(dāng)前土壤質(zhì)量和污染物監(jiān)測(cè)主要依賴(lài)常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)，而現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)設(shè)備在檢測(cè)靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度方面無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)土壤多參數(shù)原位或現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的需求，而且核心部件主要依賴(lài)進(jìn)口。因此，急需研發(fā)和推廣具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度、集成化、智能化的土壤多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)，加強(qiáng)核心硬件開(kāi)發(fā)和集成技術(shù)的研究，研制土壤多參數(shù)原位或現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)設(shè)備，大力發(fā)展土壤多參數(shù)同時(shí)測(cè)定的高效方法[47]，并進(jìn)行系統(tǒng)集成、工程化開(kāi)發(fā)、應(yīng)用示范和產(chǎn)業(yè)化推廣，為及時(shí)掌握環(huán)境質(zhì)量狀況提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)和裝備支撐，同時(shí)彌補(bǔ)我國(guó)土壤高精度多參數(shù)快速檢測(cè)技術(shù)和裝備的空白。

4.2 加強(qiáng)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備的軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)土壤檢測(cè)的智能化

隨著自動(dòng)控制、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，迫切需要將遙感與無(wú)線(xiàn)通信及GPRS技術(shù)應(yīng)用于土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備方面[48]。當(dāng)前的土壤檢測(cè)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等為中心控制單元，綜合使用電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等，利用軟件實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的功能，朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和國(guó)家智慧農(nóng)業(yè)政策的扶持下[49]，加強(qiáng)開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)軟件系統(tǒng)，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)管理程序、采集處理程序和數(shù)據(jù)通訊程序，建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，搭建專(zhuān)家系統(tǒng)體系，及時(shí)顯示獲得的土壤多參數(shù)數(shù)據(jù)以方便實(shí)時(shí)掌握動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)土壤檢測(cè)的智能化和信息化。

4.3 加大土壤多參數(shù)快速檢測(cè)方法和技術(shù)的科技投入與聯(lián)合攻關(guān)研究

目前我國(guó)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)依然存在瓶頸，相關(guān)核心技術(shù)、部件或設(shè)備主要還是依賴(lài)進(jìn)口，有必要進(jìn)一步加大研發(fā)力度，如土壤傳感器的研發(fā)、土壤多參數(shù)高精度快速檢測(cè)設(shè)備的集成與研制等。近年來(lái)我國(guó)雖然已經(jīng)在不斷加大土壤快速檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備方面的經(jīng)費(fèi)投入，但研發(fā)的主體目前還是以高校和科研院所為主，在項(xiàng)目主持和專(zhuān)利數(shù)量方面，企業(yè)所占比例還較小，產(chǎn)學(xué)研合作力度較小[50]。因此需要進(jìn)一步加大土壤快速檢測(cè)方法和技術(shù)的科技投入，加強(qiáng)企業(yè)與高校、科研院所的合作，產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)及合作研發(fā)模式。同時(shí)，地方政府和相關(guān)企業(yè)也應(yīng)加大土壤快速檢測(cè)方法和技術(shù)方面的科技投入和人才培養(yǎng)，通過(guò)聯(lián)合攻關(guān)、技術(shù)集成、模式優(yōu)化，共同推動(dòng)土壤多參數(shù)快速檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

[1] 沈仁芳, 王超, 孫波. “藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略實(shí)施中的土壤科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題[J]. 中國(guó)科學(xué)院院刊, 2018, 33(2): 135–144

[2] 張?zhí)伊? 王興祥. 推進(jìn)土壤污染防控與修復(fù)后植農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展根基[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2019, 56(2): 251–258

[3] 史舟, 郭燕, 金希, 等. 土壤近地傳感器研究進(jìn)展[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2011, 48(6): 1274–1281

[4] 鄧英春, 許永輝. 土壤水分測(cè)量方法研究綜述[J]. 水文, 2007, 27(4): 21–23

[5] 楊柳, 徐榕, 雷廷武, 等. 近紅外反射土壤含水率測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2015, 20(31): 1–2

[6] 李震, Wang N, 洪添勝, 等. 農(nóng)田土壤含水率監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(2): 212–217

[7] Hummel J W, Sudduth K A, Hollinger S E. Soil moisture and organic matter prediction of surface and subsurface soils using an NIR soil sensor[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2001(32): 149–165

[8] Quinones H, Ruelle P, Nemeth I. Comparison of three calibration procedures for TDR soil moisture sensors[J]. Irrigation & Drainage, 2003, 52: 203–217

[9] 李旺霞, 陳彥云. 土壤水分及其測(cè)量方法的研究進(jìn)展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 42(10): 335–339

[10] 孫蕾, 王磊, 蔡冰, 等. 土壤水分測(cè)定方法簡(jiǎn)介[J]. 中國(guó)西部科技, 2014(11): 54–55

[11] 張學(xué)禮, 胡振琪, 初士立. 土壤含水量測(cè)定方法研究進(jìn)展[J]. 土壤通報(bào), 2005, 1(36): 118–123

[12] 汪瀟, 張?jiān)鱿? 趙曉麗, 等. 遙感監(jiān)測(cè)土壤水分研究綜述[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2007, 44(1): 157–158

[13] Khanal S, Fulton J, Shearer S. An overview of current and potential applications of thermal remote sensing in precision agriculture[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2017, 139: 22–32

[14] Pratt A, Ellyett C D. The thermal inertia approach to mapping of soil moisture and geology[J]. Remote Sensing of Environment, 1979, 8(2): 151–168

[15] Jackson R D, Idso S B, Reginato R J. Canopy temperature as a crop water stress indicator[J]. Water Resources Research, 1981, 17(1): 133–138

[16] Antonucci F, Pallottino F, Costa C, et al. Development of a rapid soil water content detection technique using active infrared thermal methods for in-field applications[J]. Sensors, 2011, 11(11): 10114–10128

[17] 裘正軍, 何勇, 葛曉峰. 基于GPS定位的土壤水分快速測(cè)量?jī)x的研制[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào), 2003(29): 135–136

[18] 馮磊. 基于駐波率原理的土壤水分測(cè)量技術(shù)的研究[D]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005

[19] 李曉佳. 大青山南北坡不同海拔高度表土理化性質(zhì)研究[D].呼和浩特: 內(nèi)蒙古師范大學(xué), 2008

[20] Rhoades J D. Electrical conductivity methods for measuring and mapping soil salinity[J]. Advances in Agronomy, 1993, 49: 201–251

[21] 尤文瑞, 肖振華, 孟繁華, 等. 土壤鹽分傳感器的研制[J]. 土壤, 1982, 14(3): 105–112

[22] Friedman S P. Soil properties influencing apparent electrical conductivity: A review[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2005, 46: 45–70

[23] 劉梅先, 楊勁松. 土壤鹽分的原位測(cè)定方法[J]. 土壤, 2011, 43(5): 689–670

[24] 黃亮亮, 張慧琴, 勞麗燕, 等. 電導(dǎo)率在土壤鹽分檢測(cè)中的研究進(jìn)展[J]. 低溫建筑技術(shù), 2018, 40(11): 77–79

[25] 吳亞坤, 楊勁松, 劉廣明. 基于遙感與電磁感應(yīng)儀數(shù)據(jù)的土壤鹽分空間變異性[J], 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2009, 25(7): 148–152

[26] Yao R J, Yang J S. Quantitative evaluation of soil salinity and its spatial distribution using electromagnetic induction method[J]. Agricultural Water Management, 2010, 97(12): 1961–1970

[27] 楊勝利, 劉洪祿, 吳文勇, 等. 時(shí)域反射儀(TDR)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào), 2009, 20(6): 52–53

[28] 張小超, 王一鳴, 方憲法, 等. 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的信息獲取技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2002, 33(6): 125–128

[29] 何東健, 楊成海, 楊青, 等. 面向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的農(nóng)田土壤成分實(shí)時(shí)測(cè)定研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2012, 28(7): 78–85

[30] 梁宏玲, 袁輝. 土壤養(yǎng)分速測(cè)儀與常規(guī)方法測(cè)定土壤養(yǎng)分含量的比較研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 41(35): 13544– 13545

[31] 杜森, 江榮風(fēng), 黃青青, 等. 便攜式土壤養(yǎng)分速測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2010(17): 286–287

[32] 李明真. 快速土壤養(yǎng)分測(cè)定方法綜述[J]. 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備, 2018(6): 41–42

[33] 李民贊, 潘孌, 鄭立華, 等. 基于近紅外漫反射測(cè)量的便攜式土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定儀的開(kāi)發(fā)[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2010, 30(4): 1146–1148

[34] 賈生堯. 基于光譜分析技術(shù)的土壤養(yǎng)分檢測(cè)方法與儀器研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2015

[35] 刁碩, 王紅旗, 邱晨. 土壤酸堿度測(cè)定方法的差異研究與探討[J]. 環(huán)境工程, 2015, 33(增刊): 1015–1016

[36] 徐仁扣. 土壤酸化及其調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 土壤, 2015, 47(2): 238–244

[37] 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織. 土壤質(zhì)量—— pH值的測(cè)定(ISO 10390—2005)[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2005

[38] 李強(qiáng), 文喚成，胡彩榮. 土壤pH值的測(cè)定國(guó)際國(guó)內(nèi)方法差異研究[J]. 土壤, 2007, 39(3): 488–491

[39] 胡勇強(qiáng), 姜晟, 葉云, 等. 基于GPRS的遠(yuǎn)程土壤pH值快速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014(20): 178–179

[40] 趙燕東, 梁超, 杜升. 基于含水率與溫度補(bǔ)償?shù)耐寥纏H值在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2019, 50(3): 159–167

[41] 謝忠兵, 武佩, 韓國(guó)棟, 等. 基于ZigBee技術(shù)的土壤溫度無(wú)線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2013(2): 189–190

[42] 李增祥, 李田澤, 巨童升. 基于MSP430的土壤溫度檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 49(9): 2241–2242

[43] 程坤, 高銘萱, 朱勇, 等. 基于STM32的便攜式土壤綜合參數(shù)檢測(cè)儀設(shè)計(jì)[J]. 信息系統(tǒng)工程, 2017(4): 150–151

[44] 徐一清, 周益民. 基于SDI-12總線(xiàn)的土壤多參數(shù)檢測(cè)儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2018(12): 101–103

[45] 李寧. 土壤多參數(shù)復(fù)合傳感器的研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D]. 北京: 北京林業(yè)大學(xué), 2016

[46] 李志偉, 潘劍君, 張佳寶. 基于GPS和SMS技術(shù)的土壤養(yǎng)分水分速測(cè)系統(tǒng)的研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2008, 24(2): 165–169

[47] 胡冠久, 陳素蘭, 王光. 中國(guó)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法現(xiàn)狀、問(wèn)題及建議[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2018, 34(2): 10–19

[48] 孫小春. 基于GPRS技術(shù)的土壤信息采集關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2010

[49] 馬力, 王輝, 楊林章, 等. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的土壤溫度水分遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建和運(yùn)行[J]. 土壤, 2014, 46(3): 526–533

[50] 林志堅(jiān), 趙蘊(yùn)華, 諶凱, 等. 土壤信息采集和分析技術(shù)專(zhuān)利情報(bào)研究[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào), 2016, 37(5): 200–205

Advancement and Prospect in Methods and Techniques for Soil Multi-parameter Rapid Detection of China

ZHOU Yi1,2, JI Rongping1, HU Wenyou2*, HUANG Biao2,TU Yonghui3, JIANG Jun3, Ma Li3

(1 College of Environmental Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225127, China; 2 Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 3 State Key Laboratory of Soil & Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008,China)

Rapid and accurate detection of soil multi-parameters is an inevitable requirementfor soil quality assessment and the development of modern precision agriculture. This paper systematically elaborated the research progresses and prospects of methods, techniques and equipment of rapid detection of soil multi-parameters in China, such as soil moisture, salinity, nutrients, pH and temperature. The merits and demerits of different rapid detection methods and techniques were also compared in this paper. In addition, the current situation of soil rapid detection techniques and equipment, the thesis analyzes, the related patent application and the funding project supported by the National Key Research and Development Program were also analyzed. In the future studies, the development of the core hardware and software techniques and integrated systems for the soil multi-parameter rapid detection equipment should be strengthened to accomplished rapidness and intellectualization of soil multi-parameters detection. Furthermore, the investment of science and technology and joint efforts on the methods and techniques for soil multi-parameter rapid detection should also be increased to meet the actual demand of soil multi-parameter rapid detection of China.

Soil; Rapid detection; Patent analysis; Research progress; Development trend

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重大科學(xué)儀器專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(2017YFF0108201)、中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所“一三五”計(jì)劃和領(lǐng)域前沿重點(diǎn)項(xiàng)目(ISSAASIP1629)和土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(Y20160005)資助。

(wyhu@issas.ac.cn)

周怡(1994—)，女，江蘇溧陽(yáng)人，碩士研究生，主要從事區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、快速檢測(cè)與評(píng)估方面的研究。E-mail: zhouyi@issas.ac.cn

S151.9+5

A

10.13758/j.cnki.tr.2019.04.001