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1、代表样点位置 图 1 土壤采样点的方式 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表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
2、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
3、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。(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。(
4、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 015 或 020cm,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,大致相图 2 土壤采样图 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,
5、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
6、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,
7、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 12 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
8、取土器(如钢环刀),第一步 第二步 第三步 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
9、,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
10、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、
11、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
12、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
13、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,总结丰产的水肥条件。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
14、土面保持 23cm 的距离,此时土样温度约在 7080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 180200以后温度很快地下降到 8590,并缓慢地冷却。即使再度燃烧,土样最高温度也不会超过 200220,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 50gkg-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 0.50.8%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。2操作步骤(1)将烘干冷却的铝盒用 1/100 分析天平称重(A)。(2)用铝盒称土样 10g 左右,注意操作迅速,取样均匀。称重(B)。(3)用滴管向铝盒滴加酒精,至盒中呈现自由液面时为止(约用 7mL 酒精)稍加振荡,使土样均匀分布于盒中。(4)点燃酒精(注意勿使火柴屑掉入土样中),经数分钟后熄灭,待土样冷却后,再滴加酒精(23mL)进行第二次燃烧。一般情况下,样品经 34 次燃烧后,即可达恒重。然后称重(C),精确到 0.01g。3结果计算 土壤含水量(水分%)=100AC CB 式中:A铝盒重(g);B湿土加铝盒重(g);C干土加铝盒重(g)。4仪器与试剂 天平(感量 0.01g)、蒸发皿、酒精(纯度 96%以上)、火柴、滴管、量筒(10mL)。