토양과학의 연구분야에서 토양의 염분화문제는 시종 농업생산을 제약하는 관건적인 요소의 하나로서 토양중의 수용성염을 정확하게 분석함으로써 토양에 대해 과학적이고 세밀한 염분토분류를 진행함으로써 토양자원의 합리한 리용과 농업생산의 지속가능한 발전에 중요한 의거를 제공할수 있다.

주목할 만한 것은 토양의 수용성 염기 구성에서 수용성 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 이온이 비교적 큰 비율을 차지하고 있다는 것이다.이러한 이온은 토양의 양분의 중요한 구성 부분일 뿐만 아니라 토양의 산성 알칼리도, 삼투압 등 이화학적 성질에도 심원한 영향을 미치고 있다.예를 들어, 나트륨 이온 함량이 너무 높으면 토양이 굳어지고 구조가 악화되어 작물의 뿌리 생장과 수분, 양분의 흡수에 영향을 줄 수 있다;칼륨 이온은 작물의 생장에 필요한 대량의 원소 중 하나로 작물의 저항성과 품질을 높이는 데 중요한 역할을 한다.

그렇다면 토양에서 이런 관건적인 이온의 함량을 어떻게 정확하게 측정할것인가?현재 토양에서 수용성 소금의 분석 방법은 일반적으로 토양과 이산화탄소 제거 증류수를 1: 5의 비율로 진동하여 침출한다.

분석의 정확성과 신뢰성을 한층 더 높이기 위하여 현재 북경길천계기유한공사 (이하"길천계기"로 략칭함.) 의 전감결합플라즈마발사분광기 (ICP-5000) 를 채용하여 토양의 수용성칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등 4가지 원소를 동시에 측정하는 가장 좋은 시험조건에 대해 깊이있는 연구를 진행하였다.전감 결합 플라즈마 발사 분광기는 민감도가 높고 선택성이 좋으며 다원소가 동시에 측정되는 등 장점이 있어 토양 샘플의 원소 함량을 신속하고 정확하게 분석할 수 있다.

연구 과정에서 먼저 기기의 각 파라미터를 최적화 조정했고 그 다음에 분석 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 엄격한 검출 제한, 정밀도와 표시 회수율 실험을 실시했다.

l 검출 제한 실험에 의하면 이 방법은 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 네 가지 원소에 대한 검출 제한이 모두 매우 낮은 검출 수준에 이르렀고 토양의 흔적 원소에 대한 분석 수요를 만족시킬 수 있다.

l 정밀도 실험 결과 여러 차례 반복 측정한 상대적인 표준 편차가 비교적 작다는 것은 이 방법이 양호한 중복성과 안정성을 가지고 있음을 나타낸다.

l 가표 회수율 실험은 방법의 정확성을 한층 더 검증했고 네 가지 원소의 가표 회수율은 모두 합리적인 범위 안에 있다.

실험 과정

1.1 장비 및 시약

장비:센싱 결합 플라즈마 발사 분광기 (ICP-5000), 왕복 진동기, 원심분리기.

시약:이온 제거수, 질산 용액.

1.2 실험 방법

2mm 체구멍을 통과한 건조토양 20g을 천평으로 정확히 달아 건조한 200mL의 페트병에 넣고 질산용액 5% 100mL를 체통에 정확히 넣어 마개를 넣어 180r/min의 발진기에 3분간 진동시킨다.진동이 완료되면 침출액을 100mL의 원심관에 붓고 원심분리기에서 4000r/min의 원심률로 10min의 원심을 분리한 후 상층 청액을 정량 여과지로 건조한 100mL의 피스톤 삼각병에 여과한다.여과 후의 용액은 각각 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘을 측정한다.

2 결과 및 토론

2.1 표준 곡선 측정 결과

조제된 표준 곡선 용액을 기기에 주입하여 각 원소를 측정하는 표준 곡선 측정 결과는 표1을 참조한다.

표 1 요소별 표준 커브 측정 결과

2.3 메서드 체크 아웃 제한

20회 평행으로 공백 용액을 측정한 결과, 공백 용해 기준차의 3배에 따라 각 원소의 검출 제한을 계산하였는데, 표2를 보십시오.

표 2 네 가지 요소의 체크 아웃 한계(mg/L)

2.4 정밀도 시험

이 방법의 작업 조건에 따라 샘플을 7차례 평행 측정하였는데, 상대적 표준 편차(RSD)가 0.085%~1.4% 사이라는 것은 이 방법의 정밀도가 좋고 측정 요구를 만족시킬 수 있다는 것을 설명하며, 결과는 표3을 참조한다.

표3 네 가지 원소 고저 농도 정밀도 시험

2.5 회수율 시험

분석결과의 신뢰성을 확증하고 토양에 방해원소가 존재하는지 알아보기 위하여 본 법을 응용하여 침출액에 대해 가표회수시험을 진행한다.침출액에 일정량의 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 기준을 넣어 분석방법으로 측정한 결과 표4를 보임.

표4 네 가지 원소 고저 농도 가표 회수 시험

실험 결론

본고에서 기술한 토양 중의 수용성 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 분석 방법은 베이징 길천계기유한공사의 전감 결합 플라즈마 발사 스펙트럼 ICP-5000 측정을 응용하여 5% 질산 용액을 추출액으로 측정물에 침출하는 것이다. 이 방법은 선형 상관관계 수를 모두 0.999 이상으로 측정한다.정량 반복성은 0.085%-1.4%입니다.가산점 회수율은 84.7%-111%이다.이 방법을 사용하여 테스트 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

토양 중의 수용성 소금에 대한 심도 있는 분석을 통해 토양의 염분화 상황을 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 토지 이용을 합리적으로 계획하고 과학적인 토양 개량 방안을 제정하는 데 강력한 지원을 제공할 수 있다.이를 바탕으로 합리적인 재배와 합리적인 관개를 실현하고 농업 생산의 효율과 질을 향상시켜 농업의 지속가능한 발전을 추진한다.

앞으로 길천계기는 계속 더욱 선진적이고 능률적인 분석방법과 기술수단을 모색하여 토양과학연구와 농업생산실천에 더욱 많은 지혜와 힘을 이바지하게 된다.