土壤成分含量測試項目主要有: pH值、有機質含量、全氮和無機氮含量、硝態(tài)氮(NO3-N)、全磷和有效磷、全鉀和有效鉀，以及土壤電導率(EC，Electrical Conductivity)、水分和土壤微量元素等。

測定方法有化學分析方法、基于光電分色方法、土壤電導率間接測定方法，以及近年來成為研究熱點，并在發(fā)達國家初步得到應用的近紅外光譜分析方法等。

常規(guī)化學分析法

代表土壤肥力的土壤成分含量及測試方法主要有: pH值 (電位法)、有機質含量(絡酸氧還滴定法)、全氮(半微量開氏法)、無機氮含量(靛酚藍比色法)、硝態(tài)氮(校正因數(shù)法)、全磷(消煮-鉬銻抗比色法)、有效磷(Olsen法)、全鉀(火焰光度計)、有效鉀(OAc法)。有時還需要測定土壤的微量元素含量、陽離子交換量(ECE，Cation Exchange Capacity)等。

化學分析方法測定精度高，但存在化學浸提劑提取元素單一，分析過程繁瑣、速度慢，費時費工等不足。

基于光電分色和電化學傳感器方法

光電分色方法測量土壤養(yǎng)分是基于朗伯-比爾定律。當一束平行單色光通過均勻的有色溶液時,溶液的吸光度與吸光物質濃度及液層厚度的乘積成正比。首先使用相應的浸提劑浸提土壤、肥料或作物植株，使有效成分進入溶液,并與特定的顯色劑發(fā)生反應,生成某種有色結合物,溶液顏色的深淺就反映了溶液有效成分的含量。

比如，如河南農業(yè)大學開發(fā)的便攜式 YN 型土壤養(yǎng)分速測儀，相對誤差為 5%-10%，每個項目測試所需時間為 40-50 min，較化學分析法速度提高了 20 倍。另外，基于離子敏感場效應晶體管(ISFET，Ion-Selective Field Effect Transistor)集成元件電化學傳感器也已取得初步進展。

土壤電導率間接測定法

土壤中的鹽分、水分、有機質含量、土壤壓實度、質地結構等，均不同程度影響土壤電導率變化。通過測定土壤電導率，可為分析產量、評價土壤生產能力、制定精準施肥處方提供重要依據(jù)。

電導率傳感器具有響應快、成本低、耐久性好等特點，已成為實時獲取土壤分布圖的一種重要技術。然而，電導率測定儀獲得的數(shù)據(jù)和多個土壤參數(shù)關聯(lián)，不能定量測定土壤成分含量。鑒于上述，國內外學者研究利用可見-近紅外光譜分析技術連續(xù)、實時測定土壤養(yǎng)分的方法。

近紅外光譜分析法

近紅外光譜分析是將近紅外譜區(qū)(780 nm-2526 nm)的光譜測量技術、化學計量學技術、計算機技術與基礎測試技術交叉結合的現(xiàn)代分析技術，主要用于復雜樣品的直接快速分析。它已廣泛應用于石油化工、醫(yī)藥、生物化學、煙草、 紡織品、農產品等領域，成為質量控制、品質分析和在線分析等快速、無損分析的主要手段。

國外實驗室研究和田間試驗結果表明， 用近紅外光譜分析法在田間實時預測的土壤總碳、總氮、速效氮、pH值、電導率以及鈣含量、錳含量，和實驗室測定值之間以較高的決定系數(shù)表現(xiàn)出高度的相關性；預測有機質、磷、鉀含量決定系數(shù)相對較低，但田間測定值和實驗室分析值之間仍呈現(xiàn)出很好的相關性，基本達到田間實際測定土壤養(yǎng)分的精度要求，為準確分析土壤肥力提供了有效技術支持。

近年來，國內外許多學者研究利用 NIRS 通過土壤反射光譜特性測定農田土壤養(yǎng)分的方法，并開發(fā)了用于田間實時測定土壤養(yǎng)分的儀器，也有商業(yè)化產品上市。

光譜分析土壤成分測定方法

光譜分析技術測定土壤成分原理如下：鹵素燈等光源發(fā)出的可視光、近紅外或中紅外光線照射到土壤樣品上，則與土壤成分相應的特定波長下吸收照射光線之后再進行反射，將反射后的擴散反射光進行分光并讀入計算機，借助化學計量學方法用全部波長點和土壤成分含量進行多元關聯(lián)，建立光譜與待測量間關系的數(shù)學模型，依靠數(shù)學模型由光譜計算便可獲得土壤樣品的成分含量。

廣譜分析土壤成分測定方面的研究，包括基礎研究、土壤有機質含量測定、土壤養(yǎng)分含量等，近些年來都取得了較大的發(fā)展。

土壤成分田間實時測定研究

大量研究表明，利用可見-近紅外光譜分析可以較高精度測定土壤特性和養(yǎng)分。這些研究多借用常規(guī)近紅外分光光度計對田間采集的土壤樣品進行實驗室測試分析，雖然大大縮短了測定時間，但仍需人工采集樣品，費時費力，且采樣點密度難以達到精準農業(yè)變量播施**小區(qū)要求。