土壤样品的采集和制备

土壤样品的采集和制备 一、土壤样品的采集 土壤样品的采集是土壤分析工作中一个最重要最关键的环节，它是关系到分析结果是否正确的一个先决条件，特别是耕作土壤，由于差异较大，若采样不当，所产生的误差（采样误差）远比土壤称样分析发生的误差大，因此，要使所取的少量土壤能代一定土地面积土壤的实际情况，就得按一定的规定采集有代表性的土壤样品。如何采样？这要根据分析的目的，要求来决定采样的方法。 （一）土壤样品的采集方法、种类和注意事项： 1．混合样品的采集 由于土壤是一个不均匀的体系，为了要了解它的养分状况，物理性、化学性，我们不能把整块土都搬进实验室进行分析，因此，就必须选取若干有代表性的点子取样混合后成为混合样品，混合样品实际上就是一个平均样品，这个平均样品就要具有代表性。 要使样品真正有代表性，首先要正确划定采样区，找出采样点，划采样区（采样单元或采样单位）时是根据土壤类别、地形部位、排水情况、耕作措施、种植栽培情况、施肥等等的不同来决定的。每一个采样区内，再根据田块面积的大小及被测成分的变异系数，来确定采样点的多少，当然，取的点子越多，代表性越强，那就越好，但它会造成工作量的增多，因此一般人为的定为5-10，10-20点或根据计算应取多少点。 （1）试验田土壤样品的采集： 一般试验小区为一采样区。 （2）大田（旱地）土壤样品的采集： 在进行土壤养分状况的调查时，一般是根据土壤类别、地形、排水、耕作、施肥等不同来划分采样区；也有的是根据土壤肥力情况按上、中、下来划分采样区。 ×代表样点位置 图1 土壤采样点的方式 （3）水田土壤样品的采集。 它和大田土壤样品的采集基本一致 （4）采样点的布置（参见P276-277） 在采集多点组成的混合样品时，采样点的分布，要尽量做到均匀和随机，均匀分布可以起到控制整个采样范围的作用：随机定点可以避免主观误差，提高样品的代表性，布点以锯齿形或蛇形（S形）较好，直线布点或梅花形布点容易产生系统误差（图1），因为耕作，施肥等农业技术措施一般都是顺着一定方向进行的，如果土壤采样与农业操作的方向一致，则采样点落在同一条件的可能性很大，易使混合土样的代表性降低。 （5）采样方法和注意事项 采取的深度是根据我们的要求而决定。采取耕作层时，一般取0~15或0~20cm，其具体方法是在布置好的取样点上，先将表层0-3mm左右的表土刮去，然后再用土铲斜向或垂直按要求深度切取一片片的土壤（图2）。各点所取的深度、土铲斜度，上下层厚度和数量都要求一致，大致相等。将各点所取的土壤在塑料布或木盘中混匀，同时去除枯枝落叶，草根、虫壳、石砾等杂质，然后按四分法（图3）取其适量（1公斤 ）的土壤装入布袋或塑料袋中，同时用铅笔写好标签，一式二张，一张放入袋内，一张系于袋口，在标签上记好田号，采样地点，深度、日期和采样人，同时在记录本上详细记载前作，当季作物、施肥及作物生长等情况。 图3  四分法取样步骤图 在布置采样点时，必须具有代表性。因此，就得避免在田边、地角、路旁、堆肥等没有代表性的地方设点取样。 （6）采样时间 土壤的化学性质，有效养分的含量，不仅随土壤垂直方向和土壤表面延伸的方向有所不同，而且随季节、时间也很大的变化，特别是温度和水分的影响，如象冬季土壤中有效磷钾往往增高，在一定程度上是由于温度的降低，土壤有机酸有所积累，由于有机酸能与铁、铝、钙等离子络合，降低这些阳离子的活性，而增加了磷的活性，同时也有部分非交换性钾，转变成交换性钾，另外，由于一天当中，早、中、晚太阳幅射热的影响的不同，土壤胶体活化强度有所不同，而导致土壤有效养分含量的变化。 因此，当其了解土壤肥力，养分供应情况时，一般都在早春采集土样，若是研究作物生长期中土壤养分的变化供应情况，就必须根据作物的不同生长期，分期采集土壤样品，总之，采样必须注意时间因素，同一个季节时间内，采的土壤分析结果才能相互进行比较。 2、特殊样品的采集 寻找作物生长失常的原因，有的是营养元素或微量元素的不足，有的是某种元素的过剩而产生中毒或造成生理机能的失调，有的是土壤过酸或过碱，或某些有毒物质如还原性的S、H2S、低铁等过多的存在，还有当其土壤水分过多，也会引作物的受害；由于这些局部受害的现象，在采样时，就得注意它的典型性。 当其一整块土壤都受害时，要了解有害物质在土壤中的含量，也得进行混合样品的采集。可见，采样方法是根据我们的目的要求来确定的。在进行典型样品的分析工作中，一般也要和正常样品进行对照分析。在寻求作物生长与土壤关系时，在采集植株的同时，也要采集它的根际土壤同时进行分析。 3、剖面样品的采集 研究土壤的基本理化性能，土壤的分类，土壤的生存发育，必须按土壤的发生层次取样，它是根据地形部位、成土母质、植被类型和土类来确定取样点，挖掘剖面(一般深为1～2米)，再根据土壤剖面的颜色、土壤结构、质地、松紧度、湿度、植物根系的分布情况等划分层次，然后自下而上采集各发生层次中中部位置的土壤。 4、物理性质样品的采集 了解土壤的某些物理性质如土壤容重，孔隙等等。得需用特制的取土器（如钢环刀），采集能保持原田间自然状况的土体来进行分析测定。 5、盐分动态样品的采集： 盐分在土壤中的变化，以垂直方向(上下变化)更为明显，因此，不仅要了解土壤中盐分的多少，而且还要了解盐分的分布和变化情况。因此，我们不是按发生层次采样，而是自地表每10cm或20cm采集样品。 (二)采集养分土壤样品的工具 进行土壤养分分析时，一般常用以下三种取土工具： 1、小土铲 利用小土铲来根据采样深度，采取上下一致均匀的土片，将各点相等的土片混合成一个混合样品。它的适用性较强，除淹水土外，可适合任何条件下样品的采集，特别是混合样品的采集。 2、管形土钻 下部为一园柱形开口钢管，上部系柄架，将土钻钻入土中一定土层深度处，采得一个均匀的土柱。管形土钻取土迅速。混杂少，但它不适用于铄质土壤，干硬的粘重土壤或砂性较重的砂土。 3、普通土钻 使用方便，能取较深层的土壤，但需土壤较湿润，对较砂的土壤也不很适用。它取出的土壤易混杂，对有机质和有效养分的分析结果，往往是低于用其它工具所取的土壤，其原因是表土易掉落。 二、土壤样品的制备和保存 从田间取回的土壤样品，首先进行风干、磨细、过筛、混匀、装瓶等过程后，即成为分析测定样品。 处理样品的目的： 1、是挑选出非土壤部分，使样品能代表土壤真正的组成部分； 2、是磨细混匀，使称取少量样品，也有较高的代表性，以减少称样误差； 3、将土粒磨细，增大表面积，使测定成分便于溶解，浸提； 4、使样品能较长期保存，不致受微生物的作用而变质； 5、便于工作使用。 (一)风干 除了某些项目(例如硝态氮、铵态氮、亚铁，还原性硫等)需要新鲜样品测定外，一般项目都用风干样品进行分析。样品的风干，可在通风橱中进行，也可摊在木板或白纸、塑料布上，放在晾土架上风干。在土样半干时，须将大块土壤分碎，以免完全干后，结成硬块，难以打碎磨细，风室内要求干燥通风严防SO2、NH3、H2S等各种酸、碱蒸气和灰尘等其它东西的浸蚀和污染。 (二)磨细、过筛和保存 样品风干后，再次挑选出非土壤部分动植物残体(根、茎、叶虫体)和石块、结核(石灰、铁、锰)，然后在木盘或硬橡胶板上压碎、磨细(不能用铁棒及矿物粉碎机磨细，以防压碎石块或样品沾污铁质)使之全部通过2mm孔径的筛子，均匀后分成二分，一分用作机械分析和水溶性盐的测定，另一分再度进行磨细，使之全部通过1mm的筛子，用作其它项目的化学分析。(近年来，由于很多分析项目采用半微量法，称样减少，则要求样品的细度增加，采用0.5mm的土粒进地分析)。 但是，在进行土壤全量分析，测定Si、AL、Fe和有机质，全氮、全磷、全钾时，样品又应研得很细，便于处理样品，分解完全，这时将全部1mm化学分析样品倒出，铺平成薄层，划成许多小方格用角匙在每一小方格中取出大致相等的一定量样品，共约20克左右，再度磨细，并全部通过100号筛（0.149mm筛孔）的筛子。在测定Si、Al、Fe时，样品应放在玛瑙乳钵中研细，以免瓷乳钵影响Si的测定。 最后将以上磨细、过筛、混匀的土样，分别装入磨口塞的广口瓶中，写好标签(一式两张)，一张同土样装入瓶中，另一张贴于瓶壁；标签上注明田块号(或样号)，土壤名称，采取地点，采样深度，日期和采样人和孔径(或筛号)等。然后将样品保存在样品架或橱柜中，应壁免日光、高温、潮湿和酸碱气体的影响。 思  考  题 1．采集土壤样品应注意些什么？ 2．土壤化学分析的主要误差来源？ 3．采集一个代表性的混合样品有哪些要求？ 4．土壤在制备过程中应该注意哪些事项？为什么磨细过筛时必须使土壤全部通过筛子，不得弃去未过筛部分？ 附：土壤含水量的测定 （酒精燃烧法） 一、目的意义 进行土壤含水量的测定有两个目的：一是为了解田间土壤的实际含水情况，以便及时进行播种、灌排、保墒措施，以保证作物的正常生长；或联系作物长相长势及耕作栽培措施，丰产的水肥条件。二是风干土样水分的测定，是各项分析结果计算的基础。 土壤含水量的测定方法很多，如烘干法、酒精燃烧法和中子测量法等，其中酒精燃烧法是田间采样最快速测定含水量的方法。 二、土壤自然含水量的测定（酒精燃烧法） 1．方法原理 本方法主要是利用酒精和水互相溶解和酒精在土中燃烧，使其水分蒸发，由燃烧前后土样的减重算出土壤含水量。 酒精在土面上燃烧，在未达到燃点之前即将气化，使火焰与土面保持2~3cm的距离，此时土样温度约在70~80℃之间。但是，在火焰将熄灭前的几秒钟，火焰与土面接触，使土温上升到180~200℃以后温度很快地下降到85~90℃，并缓慢地冷却。即使再度燃烧，土样最高温度也不会超过200~220℃，并且高温阶段的时间甚短，所以土样中的有机质及盐类损失甚微（有机质含量高于50g·kg-1的样品不适用本方法）。据研究，本法较用烘干法测定土壤含水率的差值一般在0.5~0.8%左右。 用酒精燃烧法测定土壤含水量，全过程只需20分钟，它是一种快速测定方法，很适合于田间进行。