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摘要论述了土壤中氮含量检测的意义和方法，着重探讨了利用遥感技术预测土壤中氮含量模型的建立。通过遥感检测土壤动态实现农田土壤养分与环境质量的分析将是遥感监测土壤质量的一个重要应用。该研究为农田土壤养分的检测提供了有利依据。同时，对该领域中遥感技术的发展趋势进行了探讨。
关键词土壤；氮测定；红外；遥感
中图分类号S153.6+1文献标识码A文章编号0517-6611（2014）18-05789-01
目前，土壤是作物氮素营养的主要来源。土壤中的氮素包括无机态氮和有机态氮两大类，其中95%以上为有机态氮，主要包括腐殖质、蛋白质、氨基酸等。小分子的氨基酸可直接被植物吸收。有机态氮必须经过矿化作用转化为铵，才能被作物吸收，属于缓效氮[1]。传统的土壤成分含量检测以化学方法为主，主要有凯氏定氮法、化学发光法、双波长法以及最近几年研究的ASI法。但是，这些传统的方法存在检测速度慢、实时性差、有污染等缺点[2]。
近红外技术（NIRS）是20世纪60年代兴起的一种快速分析技术[3]，具有简便、快速、低成本、非破坏和多组分同时测定等优点，目前已被广泛应用于医药、化工、农产品品质监测等领域[4-6]。利用近红外分析，预测某种物质中某种成分含量和特征的基本过程是首先选择适宜的样本集，进行光谱扫描，建立物质组分和性质的定标模型，也就是建立近红外数据与实验室标准分析测定的样品成分（或性质）数值的相关回归方程，然后根据待测样品的光谱特征利用相应的定标模型对样品成分（或性质）进行预测。
1 测氮的基本方法
1.1开氏法 近百年来，许多科学工作者对全氮的测定方法进行不断改进，提出了许多新方法，主要有重铬酸钾—硫酸消化法、高氯酸—硫酸消化法、硒粉—硫酸铜—硫酸消化法。但是，开氏法目前仍作为一个统一的标准方法。该方法容易被掌握，测定结果稳定，准确率较高。但是，该方法操作繁琐，测定一个样品大约需要60 min，不适合大批量样品分析，也不适合处理固定态氮和硝态氮含量较高的土壤[7-8]。
1.2化学发光法 刘炎超等[9]建立了一种快速、简便的测定土壤中铵态氮的方法。土壤中的有效氮加碱蒸馏，用硫酸吸收，全部转化为铵态氮，NH4+在碱性溶液中能还原ClO-，该反应和化学发光反应ClO-Luminol相耦合，通过测定剩余的ClO-来达到间接测定NH4+的目的。
该方法的稳定性和准确性均能满足测定土壤中有效氮含量的要求，测定周期比碱解扩散法大为缩短，是测定土壤中有效氮的理想方法。方法中采用了结构简单、便携的化学发光仪，也适合在基层推广使用。
1.3双波长法涂长青等[10]用双波长法测定出的土壤硝态氮含量范围宽，灵敏度高；双波长法测定土壤硝态氮与流动分析法和反射仪法测定的结果高度相关；双波长法测定土壤硝态氮与流动分析法和反射仪法测定的结果之间没有显著差异。
1.4 ASI法 ASI方法是在多年来国际上土壤测试和推荐施肥的基础上逐步发展形成的一套高效、快速、精确地用于土壤养分测试和推荐施肥的完整方法。ASI法又称土壤养分状况系统研究法，是一套用于土壤养分测试和推荐施肥的完整方法。ASI法适合于中性、酸性、碱性和石灰性土壤。目前，国内有许多学者[11-13]都研究过采取这种方法测定土壤中氮的含量。
2 新技术的应用
土壤样品具有独特的近红外漫反射光谱图。在3 600～7 600 cm谱区内，土壤样品有独特的吸收特征。光谱反映出的信息主要是样品中的C-H、N-H、O-H、S-H 的倍频和合频信息。采用化学计量学方法对得到的近红外光谱数据进行处理， 建立稳定的数学模型，可以实现应用近红外光谱技术快速、准确地定量测定植烟土壤样品中的全氮和有机质含量的目的。
关键词土壤；氮测定；红外；遥感
中图分类号S153.6+1文献标识码A文章编号0517-6611（2014）18-05789-01
目前，土壤是作物氮素营养的主要来源。土壤中的氮素包括无机态氮和有机态氮两大类，其中95%以上为有机态氮，主要包括腐殖质、蛋白质、氨基酸等。小分子的氨基酸可直接被植物吸收。有机态氮必须经过矿化作用转化为铵，才能被作物吸收，属于缓效氮[1]。传统的土壤成分含量检测以化学方法为主，主要有凯氏定氮法、化学发光法、双波长法以及最近几年研究的ASI法。但是，这些传统的方法存在检测速度慢、实时性差、有污染等缺点[2]。
近红外技术（NIRS）是20世纪60年代兴起的一种快速分析技术[3]，具有简便、快速、低成本、非破坏和多组分同时测定等优点，目前已被广泛应用于医药、化工、农产品品质监测等领域[4-6]。利用近红外分析，预测某种物质中某种成分含量和特征的基本过程是首先选择适宜的样本集，进行光谱扫描，建立物质组分和性质的定标模型，也就是建立近红外数据与实验室标准分析测定的样品成分（或性质）数值的相关回归方程，然后根据待测样品的光谱特征利用相应的定标模型对样品成分（或性质）进行预测。
1 测氮的基本方法
1.1开氏法 近百年来，许多科学工作者对全氮的测定方法进行不断改进，提出了许多新方法，主要有重铬酸钾—硫酸消化法、高氯酸—硫酸消化法、硒粉—硫酸铜—硫酸消化法。但是，开氏法目前仍作为一个统一的标准方法。该方法容易被掌握，测定结果稳定，准确率较高。但是，该方法操作繁琐，测定一个样品大约需要60 min，不适合大批量样品分析，也不适合处理固定态氮和硝态氮含量较高的土壤[7-8]。
1.2化学发光法 刘炎超等[9]建立了一种快速、简便的测定土壤中铵态氮的方法。土壤中的有效氮加碱蒸馏，用硫酸吸收，全部转化为铵态氮，NH4+在碱性溶液中能还原ClO-，该反应和化学发光反应ClO-Luminol相耦合，通过测定剩余的ClO-来达到间接测定NH4+的目的。
该方法的稳定性和准确性均能满足测定土壤中有效氮含量的要求，测定周期比碱解扩散法大为缩短，是测定土壤中有效氮的理想方法。方法中采用了结构简单、便携的化学发光仪，也适合在基层推广使用。
1.3双波长法涂长青等[10]用双波长法测定出的土壤硝态氮含量范围宽，灵敏度高；双波长法测定土壤硝态氮与流动分析法和反射仪法测定的结果高度相关；双波长法测定土壤硝态氮与流动分析法和反射仪法测定的结果之间没有显著差异。
1.4 ASI法 ASI方法是在多年来国际上土壤测试和推荐施肥的基础上逐步发展形成的一套高效、快速、精确地用于土壤养分测试和推荐施肥的完整方法。ASI法又称土壤养分状况系统研究法，是一套用于土壤养分测试和推荐施肥的完整方法。ASI法适合于中性、酸性、碱性和石灰性土壤。目前，国内有许多学者[11-13]都研究过采取这种方法测定土壤中氮的含量。
2 新技术的应用
土壤样品具有独特的近红外漫反射光谱图。在3 600～7 600 cm谱区内，土壤样品有独特的吸收特征。光谱反映出的信息主要是样品中的C-H、N-H、O-H、S-H 的倍频和合频信息。采用化学计量学方法对得到的近红外光谱数据进行处理， 建立稳定的数学模型，可以实现应用近红外光谱技术快速、准确地定量测定植烟土壤样品中的全氮和有机质含量的目的。