土壤样品采集与处理

第第页土壤样品采集与处理土壤样品采集与处理当我们需要对某一地区或某一田块进行土壤性状（物理、化学、生物和放射性性状）讨论时，由于不可能对整个区域甚至一个不大的田块的全部土壤进行分析，通常必需从田间实行土壤样品。因此，所采土壤样品的各种性质应能*大限度地反映其所代表的区域或田块的实际情况。即实行的土壤样品必需具有代表性，否则，所得分析数据就失去了应用价值。错误的采样，可能导致完全错误的结论，即使实在的分析操作可能特别规范和**。因此，从这个意义上说，采样技术是土壤讨论的关键。所以，受到了讨论者们的重视并进行了大量的讨论和总结。另外，在土壤采样、处理、存储直到进行室内分析的过程中，应当避开任何可能更改土壤样品性质的因素存在。但是，由于土壤是一个多相物质，它含有水分、气体、生物、放射性核素等等，对于这些性质在一般的采样过程中是无法避开对它们的影响的，所以对这些成分的测定，要求有特别的采样方法，如采“原状土样”。为了进行正确的规范的采样，应首先订立一个计划，这个计划包括：目的、地点、样点数、采样时间、采样方法和步骤，后处理和分析项目等等，同时应注意查阅在同一地区或地点的前人的讨论结果。1．1土壤样品的采集土壤采样因目的不同而有所不同。通常有以下几类：为了讨论土壤的基本质量和性质这是*常见的目的。这类讨论通常是不定期对土壤肥力性质进行系统测定，包括测定大量和微量养分情形、pH、有机质以及一些土壤物理性质等。这类讨论常可提出当前土壤的肥力情形以及应实行的对策措施，这类采样大多限于耕层（根密集区），当然有时也采深层土壤（如为了了解土壤氮素情形等）。这类采样常常并不严格区分土壤的发生层次；为了编制土壤图这类采样必需按土壤类型和剖面的发生层次实行，分析的项目常包括土壤化学性质，土壤矿物性质以及生物的和物理的性状。为了编制土壤图常需要挖出一系列的土坑或用土钻获得心土和某一土层土样，有时需要采集原状土样。这类采样通常是一次性的；为了某种法律或法规的仲裁需要，例如，为确定某一地区或地点的土壤是否已经受到人为物质的污染以及污染程度和污染范围等，有时需要确定某一污染物质的的确来源。这类采样需事先确定采样地点及样点密度。它重要实行表土。只分析特定的物质（元素）或性质。有时由于所涉及的物质在土壤中有较大移动性，这时则需采深层土样或水样。为了**性评价要在某一地区或地点查明已被某种对人类的健康和**或者对生态环境有潜在不安全的物质污染情形。这时需实行土样进行分析以便对该地区的**进行评价，从而确定这一地区现在和将来的使用前景，这类采样只能依据特定条件当心地订立采样计划。通常，这类采样和仲裁类采样采样点都较多。所以可使用机械采样。1.2采样应注意的两点原则土壤性状的空间和时间的变异性土壤性状的变异性在空间土有水平方向的变异，和垂直方向土的变异，在时间土有季节性变异和年际问的变异；所以在某些条件下，不仅要讨论土壤水平方面的变化，也要讨论垂直方向和季节性的变化。在确定采样方法时，*好能事先了解采样区或田块的变异可能，这包括：（1）自然变异。重要由土壤成土程中造成的变异，如一个土壤剖面不同层次（如A层和B层）间的变异。但自然变异在水平方向通常是连续的，即样点愈近，性质愈相像。但地形变化造成的变异则较大，它们在物理和化学、生物性质土可能有很大差异。（2）人为变异。土壤耕作、施肥等田问管理措施等人为因素造成的变异也是很大的，在一个地区，假如由于平整土地，造成底土暴露时，土壤性质将在很短水平距离内有巨大变异，这就为实行“代表性”土样造成巨大困难。（3）微域变异。在数米范围内土壤性状可能有显著变异，这种微域变异实际土大多也是由施肥造成。一个土壤样品只能代表一种土壤条件由两个差异极大的土样混合而成的混合样品，所得分析结果不能代表两种情况下土壤性质的“平均值”，在这种情况下，必需分别取样。1.3采样布点1.3.1混合样采样点数的确定田间采样一般以多点采样进行取土，采集混合土样。特别情况下仅采一点。在一个采样区甚至一个田块，常常需要把多点采集的土样混合成一个混合样，这样可以大大削减分析量，并得到平均值，但其前提是采样区土壤比较均一、混合样适合于生物和化学分析的需要。要确定在一个采样区要采多少点才能达到精度的要求，这决议于所要讨论的性状的变异程度和要达到的精度，通常采样点数可由下式确定：n=t2*S2/D2式中：n：应采样点数；t：在设定的自由度和概率时的t值（查t表）S：方差，它可以由全距（R）按式S2=（R/4）2求得；D：分析者希望所讨论性状的变异范围。例如，在一个讨论土壤有效磷水平的采样区，土壤有效磷的变化由0～13mgkg—1（P）（需事先了解），所希望的平均结果的变异在1.5mgkg—1范围内，在设定自由度为10时，在机率P=0.05时t＝2.23（查t表）则采样点数：n=（2.23）2*（13/4）2/（1.5）2=23即在土述条件下需要采23个样点混合成一个混合样。一般情况下一个采样区内的采样点可在20～30个范围内。水田田块在0.5公顷以下时，可采10个样点即可。1.3.2田间采样布点土壤采样点的配置大体土有4种方法：随机布点法、分区随机布点法、系统布点法、非系统布点法。随机布点法：假如所讨论的土壤性质或元素是随机分布的，或者在采样区分布是均匀的，或者过去利用历史相同，且地形地貌一致时，则可以用随机布点法采样，然后混合为一个样品。在所划定的区域较大时，可用随机表来确定采样地点（随机表可在统计学书中找到），但较麻烦，要分小区，编号等。所以，假如采样区不大，可改用“之字形”。假如土壤均匀，在0.5公顷的面积中，采10个左右的样点即可；假如面积较大，而且略有变异，则采点要增到25个以土；假如变异明显，则应采纳其它方法。随机法可以得到样品性状的平均值和置信限，但不能取得该性质数据的分布。这种方法很少用于土壤调查工作，有时可以用于土壤肥力讨论。分区随机布点法：在土壤性状有显著变异或地形地貌不同时，应按土壤类型、土壤颜色、地势等分为几个亚区进行随机布点。这种方法可以获得亚区内的变异情形和特点，但要事先确定区分亚区的界限所在。系统布点法：这种方法的典型代表是方格法，是把所讨论的区域分成大小相等的方格，间距约15～30m，线的每个交点即为采样点。每个采样点土壤由样点1m范围内的8～10个小样构成混合样。这种布点法不仅可以得到这一地区土壤性状的平均值，而且可以了解其变异的规律和界限。非系统布点法：这种方法广泛应用于土壤肥力讨论，包括试验小区采样。它是按X、W、N和S形的线段布置采样点，然后进行土壤混合。应用这种方法的前提是，采样区土壤性状大体是均匀的。在土壤性质、作物类型、生长情形、过去利用方式或管理方法差异较大时，可以分区后再应用这种方法采样。但这种方法不适于点源污染或点源变异，由于简单漏掉高变异点。非系统法布点应注意以下几点：（1）所讨论的元素或物质在采样区内大体是均匀分布的，否则应划分亚区后再行布点。（2）避开在较大布点区应用单一对角线布点。（3）沿对角线所布采样点应是等距的，即短线点少，长线点多。（4）不同样点的间距不应人为更改。1.3.3采样深度采样深度决议于讨论目的，以下几点可供参考。（1）农户农田表层采样深度一般在15～20cm，由于我国农村农田耕作多用人力或小型机具，所以耕层在15左右，采样深度以在15cm左右为宜，一般不应超过20cm。通常用铲子采样。（2）农场采样可在20cm左右，由于农场用大型机具耕种，但一般不应超过30cm。（3）在讨论移动性较大的养分（如无机N）时，采样深度多在1m左右。（4）草原土壤采样深度在表层5～15cm。（5）讨论降雨等大气沉降影响时，采样深度一般在0～5cm。（6）采样深度在一般情况下均不应跨越土壤发生层次。1.3.4采样时间和频率（1）采样时间：土壤，特别是农田土壤，其某些性状（养分水平，甚至pH值等）可因季节不同而有变化。这些变化的原因有施肥、作物汲取、土壤有机物矿化、雨水淋溶等等。一般说，某些有效养分水平在冬季或早春可能较高，而在夏未秋初较低。从我国情况来看，虽然这方面缺少实在资料，但是在作物收获后的秋季，可能较低，而在次年春季莳植前可能较高（在无外加影响土壤养分水平因素的情况下）。所以，在秋季采样可能更能反映土壤对养分的需求程度；因而建议在定期采样时在一年一熟的农田的采样期放在前茬作物收获后和后茬作物莳植前为宜，如一年多熟农田则放在一年作物收获后。在不少情况下均以放在秋季为宜。当然，只需采一次样时，则应依据需要和目的确定采样时间。在进行大田长期定位试验的情况下，为了便于比较，每年的采样时间应予以固定，（2）采样频率：需要长期采样的区域或田块，采样间隔时间决议于讨论目的。对于监控土壤性状演化为目的的讨论，在试验初期（2～4年）采样频率要密一些，以后间隔时间可长一些。同时，采样频率还决议于分析项目，如土壤全量养分（全氮，有机质，全磷，全钾，全钙等），一般3～5年分析一次即可，有效养分（如有效磷、钾、氮等）试验初期应每年采样一次，以后每2或3年采样一次，另外，质地较轻的砂性土采样频率要密些。在土壤中移动性较大的养分（如NO3—和SO42—）也应密些。1.3.5采样数量对有保存价值的土壤样则应适当多采一些，假如仅仅作一次分析用则可少些。不过，以化学分析为目的的土样，通常不应少于500g，这包括单点样或混合样；假如样品是作为“准样”的（分析标准），则至少要有2000g；假如土样中存在大粒砂粒、矿物、卵石等应当剔除并且在分析结果报告中予以说明，并给出在这些砾石等存在时的含量。物理和生物分析所需土壤数量应依据分析项目本身的要求来确定，没有统一的数量标准。但应注意，在测定土壤物理性状或测定土壤中挥发性物质时不能用混合样。1.3.6样品的记录一个土壤样品，必需有认真的记录，至少包括以下内容：（1）采样地点，包括省、县、村及地物特征。现在可以利用全球定位系统仪器很便利地在野外确定采样点的经纬度，其精度达到1m。同时编号。（2）采样地基本情况：利用情况，（农田、荒地、林地〕地形，坡度等等。（3）采样时间（年，月，日）。（4）采样方法。包括样点配置方法，样点间距，混**样点数，采样深度等。（5）其他与采样和今后讨论有关的情况（如采样人员等）。1.4土壤样品的处理土壤样品从田间采集后常常需要肯定的处理，重要是干燥、磨细和过筛。干燥：由田间采回的土壤样品含水量大体土处于风干到水分饱和的状态之间，通常需要进行干燥。干燥分为风干（通常在气温25～35℃，空气相对湿度为20～60％时）和烘干（通常在35～60℃）两种，但通常采纳风干法，由于它便利，相对而言，对土壤性状影响较少。土壤风干是把田间采回的土壤摊平，放在通常是50X60X2.5cm的盘中，盘可以是塘瓷的或塑料的等。风干时各个土样应处于同样条件下。同时盘要编号，更紧要的是要有一个带编号（用铅笔写）