阅读说明：本技术 土壤有机碳矿化co2释放量连续测定装置及方法 (Mineralization of CO by organic carbon in soil2Device and method for continuously measuring release amount ) 是由 戴伟 肖永丽 栾亚宁 周鑫 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种土壤有机碳矿化CO<Sub>2</Sub>释放量连续测定装置及方法,在土壤矿化培养前向土壤矿化培养瓶中通入无CO<Sub>2</Sub>空气,再对矿化培养瓶中的土壤进行培养,利用CO<Sub>2</Sub>吸收瓶对矿化培养瓶释放的CO<Sub>2</Sub>气体进行吸收滴定,然后再进行土壤有机碳矿化CO<Sub>2</Sub>释放量的测定,本发明中土壤有机碳矿化过程中CO<Sub>2</Sub>释放量测定方法能够确保氧气和水分条件始终一致,长期,连续,有效地对土壤有机碳矿化过程中CO<Sub>2</Sub>释放量进行测定,且极大减少工作量。(The invention discloses a method for mineralizing CO by using organic carbon in soil 2 The continuous measurement device and method of release amount comprises introducing CO-free gas into a soil mineralization culture bottle before soil mineralization culture 2 Air, culturing the soil in mineralized culture bottle, and using CO 2 Absorbing CO released by the bottle to the mineralized culture bottle 2 Absorbing and titrating the gas, and mineralizing the CO by the organic carbon in the soil 2 Measurement of released amount, in the invention, CO is generated in the process of mineralizing organic carbon in soil 2 The method for measuring the release amount can ensure that the oxygen and water conditions are consistent all the time, and the method can continuously and effectively mineralize CO in the organic carbon mineralization process of the soil for a long time 2 The release amount is measured, and the workload is greatly reduced.)

土壤有机碳矿化CO2释放量连续测定装置及方法

技术领域

本发明涉及土壤中CO₂释放量的测量方法，具体是有关于有机碳矿化过程中CO₂释放量连续测定装置及测定方法。

背景技术

据研究，全球土壤碳库约为2500Gt，其中土壤有机碳是土壤碳库中的主要存在形式，其碳库储量约为1550Gt。土壤有机碳矿化是土壤微生物在好氧条件下分解土壤有机碳来完成自身代谢并释放出CO₂、H₂O的过程，土壤有机碳的矿化测定对土壤中碳转化和土壤微生物活动的理解和把握具有重要的意义。

目前，土壤有机碳矿化测定大多数采用的是室内碱液吸收测定的方法。该方法通常是将一定量的土壤样品放置在培养瓶中，将土壤水分含量调至饱和含水量的60％，再在培养瓶内放置盛有一定浓度和体积氢氧化钠溶液的吸收瓶，在恒温条件下培养一定时间后，取出吸收瓶，用已知浓度的盐酸溶液滴定其中的氢氧化钠溶液，从而计算得出土壤样品释放的CO₂量。但上述测定方法存在一定缺陷，从而影响实验数据的准确性，主要表现在：

第一，利用培养瓶在完全密闭条件下进行长时间矿化培养，由于微生物活动的消耗，在培养的后期可能会引起培养瓶中O₂不足甚至出现厌氧条件，使不同培养时间阶段出现矿化条件不一致，影响结果的准确性；

第二，如果在不完全密闭的条件下长时间培养，虽然可以保证培养过程中氧气的供应，但会出现土壤水分蒸发散失，改变矿化前后水分条件，同时，也会导致外部空气中的CO₂进入或矿化过程产生的CO₂扩散出吸收瓶，影响结果的准确性；

第三，无法进行连续测定。为了深入理解土壤有机碳矿化特点，往往需要获取不同矿化时间下CO₂释放量的连续数据。目前的试验条件下，只能通过多次称取等量样品，分装至不同的培养瓶中，分别进行不同时间的单独培养试验后获取，这一做法不仅会增加试验误差的可能性，比如，多次称样和培养所产生的称样误差和培养误差，从而影响测定结果的准确性，同时，还存在测定步骤繁琐、操作不便、试验工作量较大等缺陷。

发明内容

为了克服上述测定技术中存在的不足，本发明提供一种土壤有机碳矿化过程中CO₂释放量连续测定装置及方法。测定装置保证全过程气体的气密性以及试剂量的准确性，测定方法不仅可以降低试验中多次称样和培养可能产生的试验误差，提高数据的准确性，同时还可以极大简便测定步骤，有效减少工作量。

本发明提供的技术方案如下：一种土壤有机碳矿化CO₂释放量连续测定装置，包括无CO₂空气制作装置、矿化培养装置以及CO₂吸收计算装置；

所述无CO₂空气制作装置包括空气泵、无CO₂空气制作瓶，所述无CO₂空气制作瓶中装有NaOH溶液；

所述矿化培养装置包括矿化培养瓶，所述矿化培养瓶中装有土壤样品；

所述CO₂吸收计算装置包括CO₂吸收瓶、自动滴定与计算装置，所述CO₂吸收瓶中装有NaOH溶液；

所述空气泵通过通气管路与无CO₂空气制作瓶相连，所述无CO₂空气制作瓶通过通气管路与矿化培养瓶相连，所述矿化培养瓶通过通气管路与CO₂吸收瓶相连；由所述无CO₂空气制作瓶通往矿化培养瓶的气体中没有CO₂；由所述矿化培养瓶通往CO₂吸收瓶的气体中包含有CO₂；

所述自动滴定与计算装置包括有指示剂加入器、HCl滴定器、颜色感应器、控制器、自动计算和记录器，所述指示剂加入器中储有酚酞和BaCl₂溶液，所述HCl滴定器中储有HCl标准液，所述控制器用于控制指示剂加入器、HCl滴定器、颜色感应器的动作，所述自动计算和记录器用于根据HCl标准液和CO₂吸收瓶中NaOH溶液的用量计算某一矿化时间段内土壤释放CO₂的量，并记录保存。

进一步地，所述无CO₂空气制作装置还包括有CO₂检测瓶一，所述CO₂检测瓶一中装有Ca(OH)₂溶液；所述无CO₂空气制作瓶通过通气管路与CO₂检测瓶一相连，所述CO₂检测瓶一再通过通气管路与矿化培养瓶相连。

进一步地，所述矿化培养装置还包括有土壤水分监控器、土壤水分传感器、水分自动补充装置，所述土壤水分传感器监测土壤样品的含水量，所述土壤水分监控器根据土壤样品的含水量控制水分自动补充装置向矿化培养瓶中补水。

进一步地，所述CO₂吸收计算装置还包括有CO₂检测瓶二，所述CO₂检测瓶二中装有Ca(OH)₂溶液，所述CO₂检测瓶二通过通气管路与所述CO₂吸收瓶相连。

进一步地，各所述通气管路上设置有单向阀；且在所述矿化培养瓶与CO₂吸收瓶之间的通气管路上设置有气体阻断夹。

一种土壤有机碳矿化CO₂释放量连续测定方法，包括以下步骤：

1)预先在无CO₂空气制作瓶中装入NaOH溶液，在矿化培养瓶中装入土壤样品，在CO₂吸收瓶中装入NaOH溶液；

2)向无CO₂空气制作瓶中通入空气，在所述无CO₂空气制作瓶中制作无CO₂空气，同时打开由所述无CO₂空气制作瓶通往矿化培养瓶的通气管路；

3)持续向所述矿化培养瓶中通入无CO₂空气一段时间后，停止向无CO₂空气制作瓶中通入空气，然后打开由所述矿化培养瓶通往CO₂吸收瓶的通气管路，同时向所述CO₂吸收瓶中滴加酚酞和BaCl₂溶液；

4)当所述CO₂吸收瓶中的白色沉淀物产生量不再变化时，向所述CO₂吸收瓶中滴加HCl标准液，直至溶液颜色由粉红色变为无色为止；

5)根据下述关系式计算土壤有机碳矿化培养CO₂的释放量：

NaOH吸收CO₂的化学反应式：

2NaOH+CO₂＝Na₂CO₃+H₂O (1)

BaCl₂与Na₂CO₃的化学反应式：

Na₂CO₃+BaCl₂＝NaCl+BaCO₃↓ (2)

HCl滴定剩余NaOH的化学反应式：

NaOH_(剩余)+HCl＝NaCl+H₂O (3)

设CO₂吸收瓶中NaOH溶液初始浓度为C1、体积为V1，则初始物质的量为n1＝C1*V1；

设HCl标准液初始浓度为C2、体积为V2，滴定后剩余的体积为V3，则滴定消耗的HCl物质的量为n2＝C2*(V2-V3)；

则CO₂吸收瓶中剩余NaOH物质的量为n2；

则吸收CO₂所消耗的NaOH物质的量为n3＝n1-n2；

则土壤有机碳矿化CO₂的释放量为m＝(n1-n2)*M/2；

M为CO₂的摩尔质量。

进一步地，所述土壤样品的含水量保持在设定范围内。

进一步地，采用多点测量取平均值的方法获得所述土壤样品的实测含水量；当实测含水量小于要求含水量，且实测含水量与要求含水量的差值大于阈值时，则需要补水。

进一步地，所述无CO₂空气制作瓶连接CO₂检测瓶一，所述无CO₂空气经由所述CO₂检测瓶一通入到所述矿化培养瓶中，所述CO₂检测瓶一中装有澄清的Ca(OH)₂溶液，当所述Ca(OH)₂溶液发生浑浊时停止向所述矿化培养瓶中通气。

进一步地，所述CO₂吸收瓶连接CO₂检测瓶二，由所述CO₂吸收瓶排出的气体通入到所述CO₂检测瓶二中；所述CO₂检测瓶二中装有澄清的Ca(OH)₂溶液，当所述Ca(OH)₂溶液发生浑浊时立即停止由所述矿化培养瓶向CO₂吸收瓶中通气，更换新的CO₂吸收瓶后再继续通气。

本发明与现有技术相比，显著的有益效果体现在：1)本发明通过设计NaOH溶液的两次CO₂吸收瓶，先吸收空气中的CO₂以保证土壤矿化时无CO₂掺杂，然后再吸收土壤矿化释放的CO₂，以计算土壤矿化CO₂含量，保证了测量的准确性。2)通过连续通气连续反应，保证了长时间连续培养下矿化培养瓶中始终保持要求的土壤氧气，使得土壤连续矿化，克服了原有试验中培养前后矿化条件不同导致的数据不准确的缺陷。3)设计Ca(OH)₂溶液的两次CO₂检测瓶，一旦发现有空气中的CO₂导入则立即停止通气，一旦发现有土壤矿化过量CO₂没被测量到，则立即更换NaOH吸收瓶。4)设计水分保持条件，使得土壤在要求的水分条件下和氧气充足的条件下矿化。5)通过采用酚酞和BaCl₂指示剂，以及HCl标准液的滴定，反向推算NaOH溶液的剩余量，然后推算吸收矿化CO₂消耗的NaOH量，以此推算矿化CO₂的产生量，科学合理。6)只需称取一定量的土壤样品进行培养，就可以长时间连续收集和测定不同培养时间段土壤通过矿化作用释放出的CO₂，减少试验次数。7)各反应装置全程封闭，无外界气体掺杂。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

图1为本发明测定装置布局图。

图中，1-空气泵，2-无CO₂空气制作瓶，3、4、6、12、16、18-通气管路，5-CO₂检测瓶一，7-单向阀，8-土壤水分监控器，9-土壤水分传感器，10-水分自动补充装置，11-矿化培养瓶，13-气体阻断夹，14-自动滴定与计算装置，15-CO₂吸收瓶，17-CO₂检测瓶二，19、22-NaOH溶液，21-土壤样品，20、23-Ca(OH)₂溶液，24-多孔塞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

参见图1给出的测定装置布局图，土壤有机碳矿化CO₂释放量测定装置由无CO₂空气制作装置、矿化培养装置以及CO₂吸收计算装置三部分构成，各部分之间由通气管路连接，CO₂释放量的连续测量在该装置下完成。

1.无CO₂空气制作装置

该部分装置由空气泵1、装有足量NaOH溶液19的无CO₂空气制作瓶2、装有澄清Ca(OH)₂溶液20的CO₂检测瓶一5以及通气管路3、4、6构成。

在无CO₂空气制作瓶2中提前装有足量的NaOH溶液19。通气管路3一端与空气泵1相连，另一端通入到无CO₂空气制作瓶2中，通过空气泵1和通气管路3将普通空气注入到无CO₂空气制作瓶2中，利用NaOH溶液吸收空气中的CO₂最终获得无CO₂气体，然后通过通气管路4导出。无CO₂空气制作瓶2是一密闭瓶体，瓶口处盖有橡胶的多孔塞24，多孔塞24的孔除了有用的之外，其余无闲置或者封闭，通气管路3和通气管路4都通过多孔塞24***到无CO₂空气制作瓶2中。

进一步地，通气管路3作为无CO₂空气制作瓶2的进气管路，通气管路4作为无CO₂空气制作瓶2的排气管路，通气管路3的管口位于NaOH液面之下，通气管路4的管口位于NaOH液面之上。

在CO₂检测瓶一5中提前装有足量的Ca(OH)₂溶液20，用于检测NaOH溶液19是否将CO₂吸收完全。同样地，CO₂检测瓶一5也是一密闭瓶体，瓶口处也盖多孔塞24，通气管路4、6通过多孔塞24***到CO₂检测瓶一5中。

无CO₂空气制作瓶2与CO₂检测瓶一5通过通气管路4相连，通气管路4一方面作为无CO₂空气制作瓶2的排气管路，另一方面作为CO₂检测瓶一5的进气管路，将无CO₂空气制作瓶2与CO₂检测瓶一5连接起来，无CO₂空气经由通气管路4从CO₂空气制作瓶2导入到CO₂检测瓶一5中，为了保证制作的气体完全是无CO₂空气。

同样地，通气管路4作为CO₂检测瓶一5的进气管路，通气管路6作为CO₂检测瓶一5的排气管路，通气管路4的管口位于Ca(OH)₂液面之下，通气管路6的管口位于Ca(OH)₂液面之上。进一步地，在通气管路6上设置单向阀7，用于控制气体的流向，防止无CO₂空气回流。2.矿化培养装置

该部分装置由土壤水分监控器8、土壤水分传感器9、水分自动补充装置10、矿化培养瓶11、土壤样品21以及通气管路6、12构成。

同样地，矿化培养瓶11也是一密闭瓶体，瓶口处盖多孔塞24，通气管路6、12以及土壤水分传感器9的探头、水分自动补充装置10的补水针管通过多孔塞24***到矿化培养瓶11中。在矿化培养瓶11中预先装有一定量的土壤样品21，土壤水分含量保证在测试条件要求范围内，本发明目的就是测量土壤样品21的矿化CO₂释放量。

矿化培养装置与无CO₂空气制作装置通过通气管路6相连，通气管路6既作为CO₂检测瓶一5的排气管路，同时又作为矿化培养瓶11的进气管路，将CO₂检测瓶一5与矿化培养瓶11连通起来，无CO₂空气通过通气管路6从CO₂检测瓶一5不断导入到矿化培养瓶11中，保证矿化过程始终处于有氧状态且无掺杂空气中的CO₂。

矿化培养装置与CO₂吸收计算装置通过通气管路12相连。通气管路12为矿化培养瓶11的排气管路，在通气管路12上设置有单向阀7和气体阻断夹13，用于控制气体的流向，防止土壤矿化产生的CO₂回流；气体阻断夹13是在土壤矿化培养达到要求的时间后，阻断矿化培养瓶11中的CO₂的继续进入CO₂吸收计算装置。

土壤水分传感器9与土壤水分监控器8相连，土壤水分传感器9实时监测多点土壤含水量；土壤水分监控器8通过土壤水分传感器9采集的多点土壤含水量进行计算处理，土壤水分监控器8自动计算比较土壤平均含水量与要求的含水量(如饱和含水量的80％)之间的差值，若差值超过设定的阈值(根据要求自)，则向土壤中补充水分。水分自动补充装置10也与土壤水分监控器8相连，土壤水分监控器8根据计算结果控制水分自动补充装置10向矿化培养瓶11中补水，使其始终保证在矿化过程中土壤水分条件不变。

3.CO₂吸收计算装置

该部分装置由自动滴定与计算装置14、CO₂吸收瓶15、CO₂检测瓶二17以及通气管路12、16、18组成。

CO₂吸收瓶15是一密闭瓶体，瓶口处盖多孔塞24，CO₂吸收瓶15中装有足量的NaOH溶液22，土壤矿化产生的CO₂通过通气管路12导入到CO₂吸收瓶15中，将矿化产生的CO₂由NaOH溶液吸收。

CO₂检测瓶二17也是一密闭瓶体，瓶口处盖多孔塞24，CO₂检测瓶二17中盛有足量的澄清的Ca(OH)₂溶液23，经CO₂吸收瓶15吸收CO₂后的其他气体进入CO₂检测瓶二17中，检测矿化产生的CO₂是否完全被CO₂吸收瓶15中NaOH溶液22吸收，若矿化产生的CO₂完全被CO₂吸收瓶15中NaOH溶液吸收，则CO₂检测瓶二17中Ca(OH)₂溶液无现象，否则，CO₂检测瓶二17中澄清的Ca(OH)₂溶液会变浑浊，此时，应关闭气体阻断夹13并更换新的CO₂吸收瓶15。

通气管路16为CO₂吸收瓶15的排气管路，为CO₂检测瓶二17的进气管路，CO₂吸收后的其他气体通过通气管路16进入到CO₂检测瓶二17，检测后的气体通过排气管路18排出。进一步地，为防止外界气体进入，在通气管路18上也设置单向阀7。

进一步地，通气管路12作为CO₂吸收瓶15进气管路，其管口位于NaOH液面之下，通气管路16作为排气管路，其管口位于NaOH液面之上；而通气管路16作为CO₂检测瓶二17进气管路，其管口位于Ca(OH)₂溶液的液面之下，通气管路18作为排气管路，其管口位于Ca(OH)₂溶液的液面之上。矿化培养装置中土壤矿化产生的CO₂通过通气管路12进入到CO₂吸收瓶15后，被瓶中装有的足量的NaOH溶液吸收，达到要求的矿化培养时间后，用气体阻断夹阻断CO₂的继续进入。

自动滴定与计算装置14包括：自动搅拌器、指示剂加入器、HCl滴定器、颜色感应器、控制器、自动计算和记录器。自动搅拌器伸入到CO₂吸收瓶15中NaOH液面下，用于搅拌溶液；指示剂加入器是用于向CO₂吸收瓶15中滴加酚酞指示剂和BaCl₂溶液；HCl滴定器用于向CO₂吸收瓶15中滴加HCl标准液，滴定瓶中剩余的NaOH；颜色感应器用于感应反应过程中溶液颜色变化，当HCl标准液滴定至溶液颜色由粉红色变为无色后停止滴加；控制器用于综合协调控制自动搅拌器、指示剂加入器、HCl滴定器、颜色感应器的动作；自动计算和记录器用于根据前述一系列溶液用量采用一定的计算方法，计算出某一矿化时间段内土壤CO₂的释放量，并记录保存。

滴定过程基本运行步骤如下：为显示反应终点，首先通过指示剂加入器按照设定时间向吸收瓶中添加酚酞指示剂，随后再滴加BaCl₂溶液，自动搅拌器开启搅拌功能，以保证滴定结果的准确性，利用酚酞使溶液颜色变化的特点指示HCl滴定NaOH的结果，利用BaCl₂与Na₂CO₃反应生成白色沉淀证明有CO₂被吸收；同时，HCl滴定器和颜色感应器分别开启滴定功能和颜色感应功能，利用HCl滴定器滴加一定浓度和体积的HCl标准液，用于滴定瓶中剩余NaOH；利用颜色感应器感应反应过程中溶液颜色变化，当HCl标准液滴定至溶液颜色由粉红色变为无色后，自动搅拌器、HCl滴定器和颜色感应器停止运行，滴定过程结束。

利用标准浓度HCl标准液自动滴定吸收瓶中NaOH至终点，根据HCl的消耗量计算该培养时间内土壤矿化产生的CO₂释放量。如需继续测定，则在更换新的CO₂吸收瓶后，再次打开气体阻断夹，用新CO₂吸收瓶中NaOH继续吸收至规定培养时间，滴定并计算。如此反复，从而可以达到连续测定的效果。

本发明提供一种土壤有机碳矿化CO₂释放量连续测定具体方法，包括以下步骤：

(1)在上述装置的无CO₂空气制作瓶2中装入足量的NaOH溶液；在CO₂吸收瓶15中也装入足量的NaOH溶液；在矿化培养瓶11中装入要求含水量为W₁的一定量的土壤样品；在指示剂加入器中加入酚酞和BaCl₂溶液；在HCl滴定器中装入浓度C2、体积V2的HCl标准液。

(2)设定实测含水量与要求含水量W₁差值的阈值a，当实测含水量小于要求含水量W₁且差值大于阈值a时则需要补水。如，设定要求含水量W₁为饱和含水量W₀的80％，当实测含水量与要求含水量的差值小于阈值a时则需要补水，表达式为：

上式中表示的是采用多点测量法测量含水量，W_i为第i点的含水量，N为测量点数，实测含水量为多点含水量的平均值。

(3)按照上述装置连接关系将装置准备就绪，开启试验，利用空气泵1向无CO₂空气制作瓶2中泵入空气，利用无CO₂空气制作瓶2中的足量NaOH溶液吸收泵入空气中的CO₂，此时无CO₂空气制作装置的排气通气管路4打开，被吸收CO₂后的空气导入CO₂检测瓶一5中，检测有无过量CO₂没有被吸收掉，然后再导入矿化培养瓶11中。

(4)连续向矿化培养瓶11中通入无CO₂空气一定时间后，关闭空气泵，防止有过量CO₂通入，然后打开矿化培养装置的排气通气管路12，将混有利用土壤矿化产生CO₂的气体通入到CO₂吸收瓶15中。

(5)利用CO₂吸收瓶15中的NaOH溶液吸收矿化产生的CO₂，并用BaCl₂检测有白色沉淀物BaCO₃的生成来证明CO₂被吸收。

(6)在CO₂吸收瓶15中的NaOH溶液吸收矿化产生的CO₂一段时间后，如果发现白色沉淀物产生量不变，则向CO₂吸收瓶15中滴加HCl标准液来滴定剩余的NaOH溶液，并同时用酚酞指示剂来指示剩余的NaOH溶液，当颜色由粉红变为无色时停止滴加，进行土壤有机碳矿化培养CO₂的释放量的计算。

相应的化学反应式和计算方法如下：

NaOH吸收CO₂的化学反应式：

2NaOH+CO₂＝Na₂CO₃+H₂O (1)

BaCl₂与Na₂CO₃的化学反应式：

Na₂CO₃+BaCl₂＝NaCl+BaCO₃↓ (2)

HCl标准液滴定剩余的NaOH溶液且酚酞指示剂来指示颜色变化的化学反应式：

NaOH_(剩余)+HCl＝NaCl+H₂O (3)

设CO₂吸收瓶15中足量的NaOH溶液初始浓度为C1、体积为V1，则初始NaOH溶液物质的量为n1＝C1*V1；

HCl标准液的初始浓度为C2、体积为V₂，滴定后剩余的体积为V3，则滴定消耗HCl的物质的量为n2＝C2*(V2-V3)；

则CO₂吸收瓶15中足量的NaOH溶液吸收CO₂后剩余的NaOH的物质的量为n2；

则吸收CO₂所消耗的NaOH物质的量为n3＝n1-n2；

则土壤有机碳矿化CO₂释放量为m＝(n1-n2)*M/2。

上述浓度单位(g/mol)，体积单位(ml)，CO₂的摩尔质量M＝44g/mol。

该释放量为自打开矿化培养11瓶通往CO₂吸收瓶15的通气管路时起，至用HCl标准液滴定，溶液颜色由粉红变为无色时为止，这一时间段内的土壤有机碳矿化CO₂释放量。

进一步地，利用CO₂检测瓶二17检测CO₂吸收瓶15中NaOH溶液的量足与不足，若NaOH溶液的量充足，则CO₂检测瓶二17中澄清的Ca(OH)₂溶液无浑浊现象，否则，CO₂检测瓶二17中澄清的Ca(OH)₂溶液会变浑浊，此时，应关闭气体阻断夹13并更换新的CO₂吸收瓶15。

进一步地，在土壤有机碳矿化过程中，通过土壤水分传感器9实时监测土壤水分，当发现实测含水量小于要求含水量且两者的差值大于阈值a时，则通过水分自动补充装置10向土壤中补水。

并在酚酞指示剂滴定的同时，通过颜色感应器感应反应过程中溶液颜色变化，当HCl标准液滴定至溶液颜色由粉红色变为无色后停止滴加。

进一步地，在添加指示剂后，自动搅拌器开启搅拌功能，以保证滴定结果的准确性。