EcoChem土壌品質モニタリングと評価観測システム

エコケム土壌品質モニタリングと評価観測システム

土壌は植物の成長発育に必要な養分と水分を提供し、陸生植物生活の基質である。土壌健康は有機農業の必須条件であり、健康な土壌だけが健康な植物を育成し、動物と人間の健康を保障することができる。土壌の品質は土壌が植物の養分を提供し、生物物質を生産する土壌の肥力の品質、汚染物質を収容、吸収、浄化する土壌環境の品質、および人類と動植物の健康を保障する土壌の健康品質の総和である。

土壌中の農薬の残留蓄積、重金属汚染、生物汚染などの問題の出現により、人類は土壌品質の人類汚染による変化について研究と評価を始めた。また、等級や地域によって土壌特性が異なり、これらの土壌をどのように分類して鑑別するか、ひいては我が国の土壌庫を構築することも現在の重要な仕事である。土壌品質評価作業は主に土壌物理指標、化学指標、生物学指標などの範囲に集中して行われる。

エコケム土壌品質モニタリングと評価観測システムは土壌の物理的及び化学的主要指標に対して非常に全面的に評価することができ、土壌評価作業を簡単、正確、定量化することができる。

観測目標

エコケム土壌品質モニタリングと評価観測システムは主に土壌品質の炭素窒素指標、養分元素、重金属汚染元素、微量元素、土壌pH、電気伝導率（全塩量）、酸化還元、土壌含水量、畑の保水量、土壌の保水特性及び土壌分級分類などの多種の指標を評価した。

EcoChem土壌品質モニタリングと評価観測システム構成

1、土壌含水量と電気伝導率のリアルタイムモニタリング

土壌水は土壌の最も重要な構成部分の一つであり、土壌水は作物の成長に供給し、農業生産の必要条件であり、陸上植物の生存の源泉である。土壌の肥沃力の重要な構成部分でもあり、植物の水分循環の水源基地でもある。

PICO-プロフィール土壌含水量、電気伝導率監視ユニットの主なセンサはT3PN44土壌水分センサー、採用TDR時間領域反射原理は、土壌の含水量と電気伝導率などのパラメータを連続的に無損に測定することができ、土壌の異なるレベルの長期固定測定のために設計されている。複数のインストール方法。

このユニットは異なるレベルの土壌含水量と電動率などのパラメータを連続、固定、隙間なく測定することができる、土壌層ごとに異なる較正曲線を設定することができ、センサーは自由に組み合わせることができ、正確な土壌階層測定を実現し、測定ヘッドは達することができる10個各測定ヘッドは測定可能1DM³の土体。

含水量測定範囲：0%~100%、含水量測定精度：+/-2%、データの重複性：＜0.1%、電気伝導率測定範囲：0 ~ >20ds/m。データはクラウドサーバにリアルタイムにアップロードされ、データ管理と監視を容易にする。

2あ、土壌pH&酸化還元のモニタリング

土壌pH値は土壌の基本的な性質の一つであり、土壌の肥沃力に影響する重要な要素の一つでもある。我が国の各種土壌のpH値の変動が大きく、ほとんどが4.5 ~ 9。それは土壌養分の存在形態、転化と有効性に直接影響する。

土壌の酸化還元は土壌の通気、還元の程度を理解するのに役立ち、農作物の栽培に重要な指導的役割を果たす。土壌の酸化還元反応の状況を測定する指標は酸化還元反応電位である（Eh）。土壌酸化還元電位は一般的に200〜700mV時、養分供給は正常である。土壌中のいくつかの変価重金属汚染物は、その価格状態の変化、移動能力、生物毒性などと土壌の酸化還元状況と密接な関係がある。

このモニタリングユニットは長期、その場で土壌を測定することができるpH及び酸化還元反応電位（Eh）などのパラメータがあります。システムは耐久性があり、メンテナンスが少なく、実験室と大田で使用できる。

pH電極:

出力：-175 … + 175 mV等しいpH 10 … pH 4（pH 7）≙0 mV）

直径:6mm

パイプ長：80ミリメートル

酸化還元電極：

レドックス参照電極直径12mm、パイプ長120ミリメートル

範囲：+/- 1250 mV

解像度:0.1 mV

精度：3mV

3、土壌元素の測定及び分類

土壌元素の測定ユニット採用エコケムレーザスペクトル元素分析システム。その固体レーザは試料表面にレーザ光を作用させる。レーザエネルギーが試料破壊敷居エネルギーより大きい場合、試料表面にプラズマが形成される。これらのプラズマ中でレーザーエネルギーの励起を受けて高エネルギー状態に到達した試料物質は、急速に低エネルギー状態に戻る過程で、試料元素の種類、含有量情報を持つ発光スペクトルを放出し、これらの発光スペクトル信号は知能信号収集システムによって収集され、スペクトル計に伝送されて分光され、スペクトル信号検出器によって検出され、元素情報を得る。

このモニタリングユニットは主に土壌品質の炭素窒素指標、養分元素、重金属汚染元素、微量元素、元素移動状況及び土壌分級分類などの多種の指標に対して測定評価を行った。

土壌中には植物の成長発育に必要な多種の元素が含まれており、その中の微量元素は生体の全質量を占めているが0.01%以下であるが、これらの微量元素は植物の成長に不可欠である。次の表は土壌中の有効微量元素含有量の分級状況である。そのため、土壌中の微量元素を効率的かつ迅速に測定することが重要である。

システム内蔵PLSなどの多種の多パラメータ線形回帰化学統計分析機能があり、多元変数の定量計算に用いられる。多元変数の標準曲線は特に基質の比較的複雑なサンプル、例えば土壌、植物などのサンプルを分析するのに適して、基質中の他の元素の目標元素に対する影響を減らして、分析の正確性を高めます。

システム内蔵PCA主成分分析モデルは土壌の分類に対して測定と評価を行うことができる。

システムの主要技術指標：

レーザーシステム：

レーザーエネルギー：200mJ@1064nm、エネルギー出力0 ~ 100%調整可能、（25mJ@266nmレーザーオプション）

スポット品質制御システム

再現率：20 Hz、パルス幅<6 ns、DI水冷却システム

スポットサイズ：50～300μm連続調整可能

レーザーシャッタ：自動二重シャッタ、レーザーエネルギーとLIBS信号を安定制御する

レーザー安全：I級、レーザーロック保護装置がある

検出器：スペクトル幅は全元素測定範囲をカバーでき、C、P、Mg、Si、Fe、Ca、Na、K、N、H、Oなどの元素周期表中の全元素情報を測定でき、スペクトル波長精度：±0.08 nm、スペクトル分解能0.10 nm@400 nm、ゲート遅延時間0.5 ns−1 ms。

自動高さ調整機能付き

ワークベンチ：

全自動XYZストローク、XYストローク100 mm×100 mm、Zストローク50 mm、速度0-10 mm/s

XYストローク分解能：0.2μm、Zストローク分解能：1μm

試料室にはヘリウムまたはアルゴンガスを通すことができる

オペレーションソフトウェア：

NISTとElementLIBS要素識別データベースを含む中国語ソフトウェアインタフェース。要素周期表上の要素を容易に検出し、識別し、情報タグを付けることができます。ソフトウェアはまた、すべてのハードウェア部品（レーザ、分光計、三次元テーブル、ガス回路など）に対して命令操作を行うことができ、界面がフレンドリーで、操作が直感的で、使用が簡単である、単一点、多点、直線、マトリックス点などを含む多種のサンプリング方式の選択を内蔵する、自動焦点制御があり、迅速かつ便利な識別サンプルが可能である、システム内蔵の2レンズ（パノラマビューと拡大ビュー）を制御することができます。PLS、PCRなどの多種のスケーリング計算モデルを内蔵し、素子含有量を迅速に計算することができる、PCA、HCAなどの多種の計算モデルを内蔵し、元素分類分析と遡及を行うことができる、要素の分布（mapping）分析を行うことができます。ガス路を精密に制御する、内蔵txt、datなどの多種のデータフォーマットの変換、国内の多種の一般的な土壌と植物標準曲線ライブラリを内蔵し、ユーザーの参考と呼び出しに便利である。

データ処理センター：

専用クアッドコアCPU、16 GBメモリデスクトップPCおよび27’ディスプレイ

オプション部品：

卓上打錠機、ヘリウムまたはアルゴン