土壤分析试纸是一种方便、快速的现场检测工具，主要用于测定土壤中的酸碱度（pH值）、氮、磷、钾等营养元素含量，其工作原理主要基于化学指示反应和比色反应。以下从原理和机制进行详细说明。
首先，对于土壤pH值的检测，试纸通常涂有pH指示剂。pH指示剂是一类在不同酸碱环境下能够发生显色变化的化学染料。当试纸接触土壤溶液或提取液后，指示剂的分子结构会因氢离子（H⁺）浓度的变化而发生质子化或去质子化反应，从而导致颜色变化。例如，溴甲酚绿在酸性环境下呈黄色，而在碱性环境下呈蓝色。通过比对试纸颜色与标准色卡，即可判断土壤的pH范围。
其次，对于土壤养分元素（如氮、磷、钾）的检测，试纸通常结合了选择性化学反应。例如，检测硝态氮时，试纸上可能含有还原剂和显色剂。当土壤溶液中的硝酸盐离子与试纸反应后，生成有色化合物，其颜色深浅与离子浓度成正比；检测时通过比色法来推断含量。磷的检测通常基于钼酸盐反应，磷酸盐在酸性条件下与钼酸盐生成蓝色或黄色络合物，颜色深浅可反映磷含量；钾的检测常采用钙钛矿型试纸或指示剂，通过离子交换或络合反应显色。
此外，土壤分析试纸通常设计为多层结构：上层为吸水层，使土壤溶液均匀分布；中层为反应层，含有化学试剂；下层为支撑层，便于操作和观察颜色。操作时只需将试纸浸入土壤提取液中或直接接触湿土，等待一定时间（通常几十秒到数分钟），即可观察颜色变化并进行定性或半定量分析。
综上所述，土壤分析试纸的核心工作原理是利用特定化学物质对土壤中目标成分产生选择性化学反应或显色反应，通过颜色变化反映土壤的酸碱性或养分浓度。这种方法操作简便、快速、无需复杂仪器，适合田间快速检测和初步分析，但精确度受土壤水分、杂质和操作方法影响，适合做初筛而非精确定量。
