1、回章首 概述 实验方法 重点疑点 习题集锦 相关资料 2.1.1 概述土壤是一个不均一体，影响它的因素是错综复杂的，有自然因素包括地形(高度、坡度 )、母质等，人为因素有耕作、施肥等等，特别是耕作施肥导致土壤养分分布的不均匀，例如条施和穴施、起垄种植、深耕等措施，均能造成局部差异，这些都说明了土壤不均一性的普遍存在，因而给土壤样品的采集带来了很大困难。采取 1kg 样品，再在其中取出几克或几百毫克，而足以代表一定面积的土壤，似乎要比正确的化学分析还困难些。实验室工作者只能对来样的分析结果负责，如果送来的样品不符合要求，那么任何精密仪器和熟练的分析技术都将毫无意义。因此，分析结果能否说明问题，关
2、键在于采样。分析测定，只能是样品，但要求通过样品的分析，而达到以样品论“总体”的目的。因此，采集的样品对所研究的对象(总体)，必须具有最大的代表性。所谓总体，是指一个从特定来源的， 具有相同性质的大量的个体事物或现象的全体。所谓样品， 是指由总体中随机抽取出来的一些个体所组成的。因为个体之间是有差异的，因此样品也必然存在着差异。由此看来，样品与总体之间，既存在着同质的“亲缘”联系，因而样品可作为总体的代表，但同时也存在着一定程度的非异质性的差异， 差异愈小，样品的代表性愈大；反之也是这样。因此必须十分注意所采集的样品的代表性。为了达到这个目的，必须避免一切主观因素，使组成总体的各个体，有同样机
3、会被选入样品，即组成样品的个体应当是随机取自总体，而不是凭主观因素决定的。另一方面，在一组需要相互比较的诸样品(即样品 1、样品 2样品 n)，应当有同样的个体所组成。2.1.2 混合土样的采集2.1.2.1 采样误差 土壤样品的代表性与采样误差的控制直接相关。例如：在地块不到 10 亩的同一种土类的土壤上取 9 个点，分别采 9 个土样，分析其速效磷的含量，每个土样称取两个样品作为重复。土壤 中的速效磷用浸提液浸提，吸取两份滤液作为重复进行磷的比色分析，测定结果和统计分析列于表 21 和表 22。表 21 土壤速效磷分析结果(P 2O5 mgkg-1)采 样 点 称 样 1 称 样 2代 号
4、 溶液 1 溶液 2 溶液 1 溶液 2样品总和1 30 30 28 28 1162 25 25 26 27 1033 38 38 39 39 1544 24 23 26 26 995 26 25 27 28 1066 30 28 30 27 1177 36 36 34 32 1388 27 26 29 28 1109 25 25 24 26 100x 261 256 263 263 1034x 29.0 28.4 29.2 29.2 平均 28.7 29.2 表 22 土壤速效磷分析结果的方差分析变异原因 平方和 自由度 均 方 F 值 F0.05* F0.01*样品间称样间分析间694.7
5、22.253.6481386.842.251.2158.28*1.510.812.384.283.033.417.884.76误 差总34.36734.9723351.49*表示达到 5%显著水准； *表示达到 1%显著水准。 从表 22 方差分析结果，说明样品间(即采样)的误差非常显著，这是由于土壤不均一所造成的，因此采样误差则比较难克服，一般在田间任意采若干个点，给组成混合样品，混合样品组成的点越多，则其代表性越大，但实际上因工作量太大，有时不易做到。因此采样时必须兼顾样品地可靠性和工作量，这充分说明代表性样品采集的重要性和艰巨性。称样误差主要决定于样品的混合的均匀度和样品的粗细。一个混合
6、均匀的土样，在称取过程中大小不同的土粒有分离的现象，因为大小不同的土粒化学成分不同，给分析结果带来差异。称样的量越少，这种影响越大。一般根据称样的多少，决定样品的细度。分析误差是由分析方法、试剂、仪器以及分析工作者的判断所产生的。一个经过严格训练的熟练分析人员可以使分析误差降低至最低程度。从表 22 方差分析结果也证明称样和分析误差很小。(都没有达到差异显著水平)。2.1.2.2 采样时间土壤中的有效养分的含量，随着季节的改变有很大的变化。以速效磷钾为例，最大差异可达一至二倍。土壤中有效养分含量随着季节而变化地原因是比较复杂的，无疑土壤温度和水分是重要的因素，温度和水分的影响表土要比底土明显，
7、因为表土冷热变化和干湿交替较大。温度和水分还有它们的间接影响，例如冬季土壤中有效磷、钾均增加，在一定程度上是由于温度降低，土壤中有机酸有所积累，由于有机酸能与铁、铝、钙等络合，降低了这些阳离子的活性，同时也有一部分非交换态钾较变为交换态。分析土壤养分供应状况是，一般都在晚秋或早春采集土样。总之，采取土样时要注意时间因素， 同一时间内采取的土样分析结果才能相互比较。2.1.2.3 混合样品采集的原则混合样品是由很多点混合组成，它实际上相当于一个平均数，藉以减少土壤差异。从理论上讲，每个混合样品的采样点越多，即每个样品所包含的个体数越多，则对该总体来说，样品的代表性越大。在一般的性况下，采样点的多
8、少，决定于采样的土地面积、土壤的差异程度和试验研究所要求的精密度等因素。研究的范围越大，对象越复杂，采样点数必将增加。在理想的情况下，应该使采点的点和量最小，而样品的代表性又是最大，使有限的人力物力，得到最高的工作效率。土壤分析结果，应代表一定面积耕地的养分水平。过去因受分析工作速度的限制，一般偏重于在少数代表性田块上采取混合土壤样品，来进行分析，把结果推广到大面积的农业生产上，例如几十公顷或几百公顷。少数田块上所采集的混合样品，往往不能代表一个农场或村或乡的肥料需求情况。有人做了这样的试验：在 16 公顷的农田上，采取了 256 个土样(每 25m2 采一个混合样品)进行磷素养分水平的分析，
9、得到的速效磷，有 161 个是“极低”，69 个是“偏低”，26 个是“高”。 我们可以看到，就这 16 公顷农田的整体来讲，对于磷肥的需要性是很明确的。通过详细的数学分析，说明有 80%的土壤在不同程度上缺少磷素，并且在一定耕作条件下，也可以提出这块农田的磷肥施用量。但是如果只抽出少数样品来判断，可以引起错觉的机会还是不少的。近年来由于现代仪器的使用，分析工作的自动化，大大加快了分析工作的速度。在一定面积的土地上，趋向于采取更多的土样，通过数学方法把大量数据加以统计，以获得更多可靠的有用资料。2.1.2.4 混合土样的采集以指导农业生产或进行田间试验为目的的土壤分析，一般都采集混合土样。采集
10、土样时首先根据土壤类型以及土壤的差异情况，同时也要向农民作调查并征求意见，然后把土壤划分成若干个采样区，我们称它为采样单元。每一个采样单元的土壤要尽可能均匀一致。一个采样单元包括多大面积的土地，由于分析目的不同，具体要求也不同。每个采样单元再根据面积大小，分成若干小单元，每个小单元代表面积愈小，则样品的代表性愈可靠。但是面积愈小，采样花的劳力就愈大，而且分析工作量亦愈大，那么一个混合样品代表多大面积比较可靠而经济呢?除不同土类必须分开来采样，一般可以从 1/5 公顷到几公顷。原则上应使所采的土样能对所研究的问题，在分析数据中得到应有的反应。由于土壤的不均一性，使各个体都存在着一定程度的变异。因
11、此，采集样品必须按照一定采样路线和“随机”多点混合的原则。每个采样单元的样点数，一般常常是人为地决定 510 点或 1020 点，视土壤差异和面积大小而定，但不宜少于 5 点。混合土样一般采集耕层土壤(015cm 或 020cm)；有时为了解各土种的肥力差异和自然肥力变化趋势，可适当地采集底土(1530cm 或2040cm) 的混合样品。 采集混合样品的要求：(1)每一点采取的土样厚度、深浅、宽狭应大体一致。(2)各点都是随机决定的，在田间观察了解情况后， 随机定点可以避免主观误差， 提高样品的代表性，一般按 S 形线路采样，从图 21 三种土壤采样点的方式可以看出第一种和第二种情况容易产生系
12、统误差，因为耕作施肥等措施往往是顺着一定的方向进行的。(3)采样地点应避免田边、路边、沟边和特殊地形部位以及堆过肥料的地方。(4)一个混合样品是由均匀一致的许多点组成的，各点的差异不能太大，不然就要根据土壤的差异情况分别采集几个混合土样，使分析结果更能说明问题。(5)一个混合样品重在 1kg 左右如果重量超出很多，可以把各点所采集的土样放在一个木盆里或塑料布上，捏碎、混匀、摊平，用四分法对角取两份混合放在布袋或塑料袋里，附上标签，用铅笔注明采样地点、采土深度、采样日期、采样人等，标签一式两份，一份放在袋里，一份扣在袋上。与此同时要做好条样记录。 2.1.2.4.1 试验田土样的采集 首先要求找
13、到一块会肥力比较均匀的田块，使试验中的各个处理，尽可能少受土壤不均一性的干扰。肥料试验的目的是要明确推广的范围，因此我们必须知道试验地布置在什么性质的土壤上。在布置肥料试验时所采集的土壤样品，通常只采表土。试验田的取样，不仅要了解土壤的一般肥力情况，而且希望了解封肥力的差异情况，这就要求采样单元的面积不能太大。2.1.2.4.2 大田土样的采集对农场、村和乡的土壤肥力进行诊断时，先要调查访问，了解村和乡的土壤、地形、作物生长、耕作施肥等情况，再拟定采样计划。就一个乡来讲，土壤类型、地形部位、作物布局等都可能有所不同，确定采样区(采样单元)后，采集混合土样。村土地面积较小，南方各省一般只有一二百
14、亩，土壤种类、地形等比较一致，群众常常根据作物产量的高低，把自己的田块分成上、中、下三类，可以作为村、场采样的依据。2.1.2.4.3 水田土样的采集在水稻生长期间，地表淹水情况下采集土样，要注意地面要平，只有这样采样深度才能一致，否则会因为土层深浅的不同而使表土速效养分含量产生差异。一般可用具有刻度的管形取土器采集土样。将管形取土器钻入一定深度的土层，取出土钻时，上层水即流走，剩下潮湿土壤，装入塑料袋中，多点取样，组成混合样品，其采样原则与 2.1.2.3 节采样一样。2.1.3 特殊土样的采集2.1.3.1 剖面土样的采集为了研究土壤基本理化性状，除了研究表土外，还常研究表土以下的各层土壤
15、。剖面土样的采集方法，一般可在主要剖面观察和记载后进行。必须指出，土壤剖面按层次采样时，必须自下而上(这与剖面划观察和记载恰巧相反)分层采取，以免采取上层样品对下层的土壤的混杂污染，为了使样品牟明显地反映各层次的特点，通常是在各层次最典型的中部采取(较薄土层可全层采集)，这样可克服层次间的过度现象，从而增加样品的典型性或代表性。样品重量也是1kg 左右，其它要求与混合样品相同。2.1.3.2 土壤盐分动态样品的采集 2盐碱土中盐分的变化比土壤养分含量的变化还要大。土壤盐分分析不仅要了解土壤中盐分的多少，而且常要了解盐分的变化情况。盐分的差异性是有关盐碱土的重要资料。在这样的情况下，就不能采用混
16、合样品。盐碱土中盐分的变化垂直方向更为明显，由于淋洗作用和蒸发作用，土壤剖面中的盐分季节性变化很大，而且不同类型的盐土，盐分在剖面中的分布又不一样。例如南方滨海盐土，底土含盐分较重，而内陆次生盐渍土，盐分一般都积聚在表层。根据盐分在土壤剖面中的变化规律，应分层采取土样。分层采集土样，不必按发生层次采样，而自地表起每隔 10cm 或 20cm 采集一个样品，取样方法多用“段取”，即在该取样层内，自上到下，整层地均匀地取土，这样有利于储盐量的计算。研究盐分在土壤剖面中分布的特点时，则多用“点取”，即在该取样层的中部位置取土。根据盐土采样的特点，应特别重视采样的时间和深度，因为盐分上下移动受不同时间
17、的淋溶与蒸发作用的影响很大。虽然土壤养分分析的采样也要考虑采样季节和时间，但其影响远不如对盐碱土的影响那样大。鉴于花碱土碱斑分布的特殊性，必须增加样点的密度和样点的随机分布，或将这种碱斑占整块田地面积的百分比估计出来，按比例分配斑块上应取的样点数，组成混合样品；也可以将这种斑块另外组成一个混合样品，用作与正常地段土壤的比较。2.1.3.3 养分动态土样的采集为研究土壤养分的动态而进行土壤采样时，可根据研究的要求进行布点采样。例如，为研究过磷酸钙在某种土壤中的移动性，前述土壤混合样品的采法显然是不合适的。如果过磷酸钙是以条状集中施肥的，为研究其水平移动距离，则应以施肥沟为中心，在沟的一侧或左右两
18、侧按水平方向每隔一定距离，将同一深度所取的相应同位置土样进行多点混合。同样，在研究其垂直方向的移动时，应以施肥层为起点，向下每隔一定距离作为样点，以相同深度土样组成混合土样。2.1.4 其它特殊样品的采集群众常常送来有问题的植株和土壤，要求我们分析和诊断。这些问题大致是某些营养元素不足(包括微量元素)，或酸碱问题，或某种有毒物质的存在，或土中水分过多，或底土层有坚硬不透水层的存在问题。为了查证作物生长不正常的土壤原因，就要采集典型样品。在采集典型土壤时，应同时采集正常的土壤样品。植株样品也是如此。这样可以比较，以利诊断。在这种情况下，不仅要采集表土中，也要采集底土样品。测定土壤微量元素的土样采
19、集，采样工具要用不锈钢土钻、土刀、塑料布、塑料袋等，忌用报纸包土样，以防污染。2.1.5 采集土壤样品的工具采样方法随采样工具而不同。常用的采样工具有三种类型：小土铲、管形土钻和普通土钻(图 22)。图 22 采样工具2.1.5.1 小土铲 在切割的土面上根据采土深度用土铲采取上下一致的一薄片(图 23)。这种土铲在任何情况下都能运用，但比较费工，多点混合采样，往往嫌它费工而不用它。图 23 土铲取土2.1.5.2 管形土钻 下部为一圆柱形开口钢管，上部为柄架,根据工作需要可用不同管径的管形土钻。将土钻钻入土中,在一定的土层深度处，取出一均匀土柱。它的取土速度快，又少混习,特别适用于大面积多点混合样品的采集,但它不太适用于很砂性的土壤,或干硬的粘重土壤。2.1.5.3 普通土钻 普通土钻使用起来也是比较方便的，但它只适用于潮湿的土壤，不适于很干的土壤，同样也不适用于砂土。另外普通土钻容易混杂，也是其缺点之一。用普通土钻采取的土样，分析结果往往比其它工具采取的土样要低，特别是有机质、有效养分等的分析结果较为明显。这是因为用普通土钻取样，容易损失一部分表层土样。由于表层土样往往较干，容易掉落，而表层土的有效养分、有机质的含量较高。不同的取土工具带来的差异主要是上下土体不一致。 这也说明采样时应注意采土深度、上下土体保持一致。
