土壤樣品的采集

土壤樣品的采集一、概述土壤是一個(gè)不均一體，影響它的因素是錯(cuò)綜復(fù)雜的。有自然因素包括地形(高度、坡度)、母質(zhì)等，人為因素有耕作、施肥等等，特別是耕作施肥導(dǎo)致土壤養(yǎng)分分布的不均勻，例如條施和穴施、起壟種植、深耕等措施，均能造成局部差異。這些都說明了土壤不均一性的普遍存在，因而給土壤樣品的采集帶來了很大困難。采取1kg樣品，再在其中取出幾克或幾百毫克，而足以代表一定面積的土壤，似乎要比正確的化學(xué)分析還困難些。實(shí)驗(yàn)室工作者只能對送來樣品的分析結(jié)果負(fù)責(zé)，如果送來的樣品不符合要求，那么任何精密儀器和熟練的分析技術(shù)都將毫無意義。因此，分析結(jié)果能否說明問題，關(guān)鍵在于采樣。分析測定，只能是樣品，但要求通過樣品的分析，而達(dá)到以樣品論“總體”的目的。因此，采集的樣品對所研究的對象(總體)，必須具有最大的代表性。所謂總體，是指一個(gè)從特定來源的、具有相同性質(zhì)的大量個(gè)體事物或現(xiàn)象的全體。所謂樣品，是由總體中隨機(jī)抽取出來的一些個(gè)體所組成的。因?yàn)閭€(gè)體之間是有變異的。因此，樣品也必然存在著變異。由此看來，樣品與總體之間，既存在著同質(zhì)的“親緣”聯(lián)系，因而樣品可作為總體的代表，但同時(shí)也存在著一定程度非異質(zhì)性的差異，差異愈小，樣品的代表性愈大;反之亦然。為了達(dá)到所采集樣品的代表性，采樣時(shí)要貫徹“隨機(jī)”化原則，即樣品應(yīng)當(dāng)隨機(jī)地取自所代表的總體，而不是憑主觀因素決定的。另一方面，在一組需要相互之間進(jìn)行比較的諸樣品(即樣品1、樣品2······樣品n)應(yīng)當(dāng)有同樣的個(gè)體數(shù)組成二、混合土樣的采集土壤樣品的代表性與采樣誤差的控制直接相關(guān)。例如:在一塊不到2/3公頃的同一種土類的土壤上取9個(gè)樣點(diǎn)，分別采9個(gè)土樣，分析其速效磷的含量。每個(gè)土樣稱取兩個(gè)分析樣品作為重復(fù)。土壤中的速效磷用浸提液提取，吸取兩分濾液作為重復(fù)進(jìn)行磷的比色分析，測定結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析列于表2-1和表2-2。從表2-2方差分析結(jié)果，說明采樣(即樣品間)的誤差非常顯著(達(dá)到1%顯著水準(zhǔn))。這是由于土壤的不均一性造成的。因此，采樣誤差則比較難克服。一般在田間任意取若于點(diǎn)，組成混合樣品，混合樣品組成的點(diǎn)愈多，其代表性愈大。但實(shí)際上因工作量太大，有時(shí)不易做到。因此，采樣時(shí)必須兼顧樣品的可掌性和工作量。這充分說明代表性樣品采集的重要性和艱巨性。稱樣誤差主要決定于樣品的混合的均勻程度和樣品的粗細(xì)。一個(gè)混合均勻的土樣，在稱取過程中大小不同的土粒有分離現(xiàn)象。因?yàn)榇笮〔煌耐亮；瘜W(xué)成分不同，給分析結(jié)果帶來差異。稱樣的量愈少，這種影響愈大。一般常根據(jù)稱樣的多少，決定樣品的細(xì)度。分析誤差是由分析方法、試劑、儀器以及分析工作者的判斷產(chǎn)生的。一個(gè)經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的熟練分析人員可以使分析誤差降至最低限度。從表2-2方差結(jié)果也證明稱樣和分析誤差很小(都沒有達(dá)到差異顯著水準(zhǔn))。土壤中有效養(yǎng)分的含量，隨著季節(jié)的改變而有很大的變化。以速效磷、鉀為例，最大差異可達(dá)1-2倍。土壤中有效養(yǎng)分含量隨著季節(jié)而變化的原因是比較復(fù)雜的。無疑的土壤溫度和水分是重要因素。溫度和水分的影響，表土比底土為明顯。因?yàn)楸硗晾錈嶙兓透蓾褡兓^大。溫度和水分還有它們的間接影響，例如冬季土壤中有效磷、鉀均增加，在一定程度上是由于溫度降低，土壤中有機(jī)酸有所積累，由于有機(jī)酸能與鐵、鋁、鈣等離子絡(luò)合，降低了這些陽離子的活性，增加了磷的活性，同時(shí)也有一部分非交換態(tài)鉀轉(zhuǎn)變成交換態(tài)鉀。分析土壤養(yǎng)分供應(yīng)時(shí)，一般都在晚秋或早春采集土樣。總之，采取土樣時(shí)要注意時(shí)間因素，同一時(shí)間內(nèi)采取的土樣分析結(jié)果才能相互比較?；旌蠘悠肥怯珊芏帱c(diǎn)樣品混合組成。它實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)平均數(shù)，借以減少土壤差異。從理論上講，每個(gè)混合樣品的采樣點(diǎn)愈多，即每個(gè)樣品所包含的個(gè)體數(shù)愈多，則對該總體，樣品的代表性就愈大。在一般情況下，采樣點(diǎn)的多少，取決于采樣的土地面積、土壤的差異程度和試驗(yàn)研究所要求的精密度等因素。研究的范圍愈大，對象愈復(fù)雜，采樣點(diǎn)數(shù)必將增加。在理想情況下，應(yīng)該使采樣的點(diǎn)和量最少，而樣品的代表性又最大，使有限的人力和物力，得到最高的工作效率。土壤分析結(jié)果，應(yīng)代表一定面積耕地的養(yǎng)分水平。過去因受分析工作速度的限制，一般偏重于在少數(shù)代表性田塊上采取混合土壤樣品，來進(jìn)行分析，把結(jié)果推廣到大面積的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，例如幾十公頃或幾百公頃。少數(shù)田塊上所采集的混合樣品，往往不能代表一個(gè)農(nóng)場或村或鄉(xiāng)的肥料需求情況。有人做了這樣的試驗(yàn):在16公頃的農(nóng)田上，采取了256個(gè)土樣(每25m采一個(gè)混合樣品)進(jìn)行磷素養(yǎng)分水平的分析，得到的速效磷，有161個(gè)是“極低”，69個(gè)是“偏低”，26個(gè)是“高”?？梢钥吹剑瓦@16公頃農(nóng)田的整體來講，對于磷肥的需要性是很明確的。通過詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析，說明有80%的土壤在不同程度上缺少磷素，并且在一定耕作條件下，也可以提出這塊農(nóng)田的磷肥施用量。但是如果只抽出少數(shù)樣品來判斷，引起錯(cuò)覺的機(jī)會還是不少的。近年來由于現(xiàn)代儀器的使用，分析工作的自動化，大大加快了分析工作的速度。在一定面積的土地上，趨向于采取更多的土樣，通過數(shù)學(xué)方法把大量數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計(jì)，以獲得更多可靠的有用資料。2.1.24混合土樣的采集以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或進(jìn)行田間試驗(yàn)為目的的土壤分析，一般都采集混合土樣。采集土樣時(shí)首先根據(jù)土壤類型以及土壤的差異情況，同時(shí)也要向農(nóng)民作調(diào)查并征求意見，然后把土壤劃分成若干個(gè)采樣區(qū)，我們稱它為采樣單元。每一個(gè)采樣單元的土壤要盡可能均勻一致。一個(gè)采樣單元包括多大面積的土地，由于分析目的不同，具體要求也不同。每個(gè)采樣單元再根據(jù)面積大小，分成若干小單元，每個(gè)小單元代表面積愈小，則樣品的代表性愈可靠。但是面積愈小，采樣花的勞力就愈大，而且分析工作量亦愈大，那么二個(gè)混合樣品代表多大面積比較可靠而經(jīng)濟(jì)呢?除不同土類必須分開來采樣一般可以從1/5公頃到兒公頃。原則上應(yīng)使所采的土樣能對所研究的問題，在分析數(shù)據(jù)中得到應(yīng)有的反應(yīng)。由于土壤的不均一性，使各個(gè)體都存在著一定程度的變異。因此，采集樣品必須按照一定采樣路線和“隨機(jī)”多點(diǎn)混合的原則。每個(gè)采樣單元的樣點(diǎn)數(shù)，一般常常是人為地決定5-10點(diǎn)或10-20點(diǎn)，視土壤差異和面積大小而定，但不宜少于5點(diǎn)。混合土樣一般采集耕層土壤(0-15cm或0~20cm);有時(shí)為了解各土種的肥力差異和自然肥力變化趨勢，可適當(dāng)?shù)夭杉淄?15一30m或20-40cmm)的混合樣品采集混合樣品的要求：(1)每一點(diǎn)采取的土樣厚度、深淺、寬狹應(yīng)大體一致。(2)各點(diǎn)都是隨機(jī)決定的，在田間觀察了解情況后，隨機(jī)定點(diǎn)可以避免主觀誤差，提高樣品的代表性，一般按S形線路采樣，從圖2-1三種土壤采樣點(diǎn)的方式可以看出1和2兩種情況容易產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。因?yàn)楦?、施肥等措施往往是順著一定的方向進(jìn)行的。(3)采樣地點(diǎn)應(yīng)避免田邊、路邊、溝邊和特殊地形的部位以及堆過肥料的地方。(4)一個(gè)混合樣品是由均勻一致的許多點(diǎn)組圖2-1土壤采樣點(diǎn)的方式成的，各點(diǎn)的差異不能太大，不然就要根據(jù)土壤X代表采樣點(diǎn)位置:差異情況分別采集幾個(gè)混合土樣，使分析結(jié)果更能說明問題。(5)一個(gè)混合樣品重在1kg左右，如果重量超出很多，可以把各點(diǎn)所采集51的土壤放在一個(gè)木盆里或塑料布上用手捏碎攤平，用四分法對角取兩份混合放在布袋或塑料袋里，其余可棄去，附上標(biāo)簽，用鉛筆注明采樣地點(diǎn)、采土深度、采樣日期、采樣人，標(biāo)簽一式兩份，一份放在袋里，一份扣在袋上。與此同時(shí)要做好采樣記錄。試驗(yàn)田土樣的采集：首先要求找到一個(gè)肥力比較均勻的土壤使試驗(yàn)中的各個(gè)“處理”盡可能地少受土壤不均一性的干擾。肥料試驗(yàn)的目的是要明確推廣的范圍，因此我們必須知道試驗(yàn)是布置在什么性質(zhì)的土壤上。在布置肥料試驗(yàn)時(shí)所采集的土壤樣品，通常只采表土。試驗(yàn)田的取樣，不僅在于了解土壤的一般肥力情況，而且希望了解土壤肥力差異情況，這就要求采樣單元的面積不能太大。大田土樣的采樣：對農(nóng)場、村和鄉(xiāng)的土壤肥力進(jìn)行診斷時(shí)，先要調(diào)查訪問，了解村和鄉(xiāng)的土壤、地形、作物生長、耕作施肥等情況，再擬定采樣計(jì)劃。就一個(gè)鄉(xiāng)來講，土壤類型、地形部位、作物布局等都可能有所不同，確定采樣區(qū)(采樣單元)后，采集混合土樣。村土地面積較小，南方各省一般只有7~13公頃，土壤種類、地形等比較一致，群眾常根據(jù)作物產(chǎn)量的高低，把自己的田塊分成上、中、下三類，可以作為村、場采樣的依據(jù)。水田土樣的采集在水稻生長期間，地表淹水情況下采集土樣，要注意地面要平，只有這樣采樣深度才能一致，否則會因?yàn)橥翆由顪\的不同而使表土速效養(yǎng)分含量產(chǎn)生差異。一般可用具有刻度的管形取土器采集士樣。將管形取土器鉆人一定深度的土層，取出土鉆時(shí)，上層水即流走，剩下潮濕土壤，裝入塑料袋中，多點(diǎn)取樣，組成混合樣品，其采樣原則與混合樣品采集相同。三、特殊土樣的采集剖面土樣的采集：為了研究土壤基本理化性狀，除了研究表土外，還常研究表土以下的各層土壤。這種剖面土樣的采集方法，一般可在主要剖面觀察和記載后進(jìn)行。必須指出，土壤剖面按層次采樣時(shí)，必須自下而上(這與剖面劃分、觀察和記載恰恰相反)分層采取，以免采取上層樣品時(shí)對下層土壤的混雜污染。為了使樣品能明顯地反映各層次的特點(diǎn)，通常是在各層最典型的中部采取(表土層較藏，可自地面向下全層采樣)，這樣可克服層次間的過渡現(xiàn)象，從而增加樣品的典型性或代表性。樣品重量也是1kg左右，其它要求與混合樣品相同。土壤鹽分動態(tài)樣品的采集[2]鹽堿土中鹽分的變化比土壤養(yǎng)分含量的變化還要大。土壤鹽分分析不僅要了解土壤中鹽分的多少，而且常要了解鹽分的變化情況。鹽分的差異性是有關(guān)鹽堿土的重要資料。在這樣的情況下就不能采用混合樣品。鹽堿土中鹽分的變化垂直方向更為明顯。由于淋洗作用和蒸發(fā)作用，土壤剖面中的鹽分季節(jié)性變化很大，而且不同類型的鹽土，鹽分在剖面中的分布又不一樣。例如南方濱海鹽土，底土含鹽分較重，而內(nèi)陸次生鹽漬土，鹽分一般都積聚在表層。根據(jù)鹽分在土壤剖面中的變化規(guī)律，應(yīng)分層采取土樣。分層采集土樣，不必按發(fā)生層次采樣，而自地表起每隔10cm或20cm采集一個(gè)樣品，取樣方法多用“段取"，即在該取樣層內(nèi)，自上到下，整層地均勻地取土，這樣有利于儲鹽量的計(jì)算。研究鹽分在土壤剖面中分布的特點(diǎn)時(shí)則多用“點(diǎn)取”，即在該取樣層的中部位置取土。根據(jù)鹽土采樣的特點(diǎn)，應(yīng)特別重視采樣的時(shí)間和深度。因?yàn)辂}分上下移動受不同時(shí)間的淋溶與蒸發(fā)作用的影響很大。雖然土壤養(yǎng)分分析的采樣也要考慮采樣季節(jié)和時(shí)間，但其影響遠(yuǎn)不如對鹽堿土的影響那樣大。鑒于花堿土堿斑分布的特殊性，必須增加樣點(diǎn)的密度和樣點(diǎn)的隨機(jī)分布，或?qū)⑦@種堿斑占整塊田地面積的百分比估計(jì)出來，按比例分配斑塊上應(yīng)取的樣點(diǎn)數(shù)，組成混合樣品;也可以將這種斑塊另外組成一個(gè)混合樣品，用作與正常地段土壤的比較。養(yǎng)分動態(tài)樣的采集：為研究土壤養(yǎng)分的動態(tài)而進(jìn)行土壤采樣時(shí)，可根據(jù)研究的要求進(jìn)行布點(diǎn)采樣。例如，為研究過磷酸鈣在某種土壤中的移動性，前述土壤混合樣品的采法顯然是不合適的。如果過磷酸鈣是以條狀集中施肥的，為研究其水平移動距離，則應(yīng)以施肥溝為中心，在溝的一側(cè)或左右兩側(cè)按水平方向每隔一定距離，將同一深度所取的相應(yīng)同位置土樣進(jìn)行多點(diǎn)混合。同樣，在研究其垂直方向的移動時(shí)，應(yīng)以施肥層為起點(diǎn)，向下每隔一定距離作為樣點(diǎn)，以相同深度土樣組成混合土樣。四、其他特殊樣品的采集群眾常送來有問題的植株和土壤，要求我們分析和診斷。這些問題大致是某些營養(yǎng)元素不足包括微量元素，或酸堿問題，或某種有毒物質(zhì)的存在，或土中水分過多，或底土層有堅(jiān)硬不透水層的存在等。為了查證作物生長不正常的土壤原因，就要采典型樣品。在采集典型土壤樣品時(shí)，應(yīng)同時(shí)采集正常的土壤樣品。植株樣品也是如此。這樣可以比較，以利診斷。在這種情況下，不僅要采集表土樣品，而且也要采底土樣品。測定土壤微量元素的土樣采集，采樣工具要用不銹鋼土鉆、土刀、塑料布、塑料袋等，忌用報(bào)紙包土樣，以防污染五、采集土壤樣品的工具采樣方法隨采樣工具而不同。常用的采樣工具有3種類型:小士鏟、管形土鉆和普通土鉆(圖2-2)。小土鏟：在切割的七面上根據(jù)采土深度用土鏟采取上下一致的一薄片(圖2-3)。這種土鏟在任何情況下都可使用，但比較費(fèi)工，多點(diǎn)混合采樣，往往嫌它費(fèi)工而不用。管形土鉆下部系一圓柱形開口鋼管，上部系柄架，根據(jù)工作需要可用不同管徑的管形土鉆。將土鉆鉆入土中，在一定土層深度處，取出一均勻土柱。管形土鉆取土速度快，又少混雜，特別適用