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土壤測試化驗技術(shù)1
來源： 類別：技術(shù)文章 更新時間：2007-03-05 閱讀次
土壤測試可以了解某一地塊的土壤供肥能力，監(jiān)測土壤肥力變化的趨勢；有的地方還把土壤環(huán)境監(jiān)測工作納入土壤測試的范圍，更擴大了它的應(yīng)用。土壤測試主要是在實驗室里的分析化驗。但是，一個完整的土壤測試系統(tǒng)還應(yīng)該包括：田間土壤取樣技術(shù)，提取劑選擇的實驗室相關(guān)研究和農(nóng)田小區(qū)試驗的校驗研究。通過一系列的研究工作，獲得各項參數(shù)，才可以用于施肥推薦。
�。ㄒ唬┩寥勒{(diào)查 土壤測試主要是對某些土壤養(yǎng)分的有效性及含量進行測定，而影響這些養(yǎng)分元素有效性的各種土壤因子如土壤質(zhì)地、陽離子交換量、容重、氧化還原電位等等，在土壤測試中并不測定。這些土壤因子的分析屬于土壤基本性質(zhì)的測定，要通過土壤調(diào)查來進行。
土壤調(diào)查的目的是清楚當(dāng)?shù)赝寥李愋�、土地利用和質(zhì)量評價以及各種障礙因素情況，提出土壤改良對策。編制土壤圖、土地利用與評價圖、農(nóng)化圖和土壤改良圖。以農(nóng)戶為服務(wù)對象時，應(yīng)建立以農(nóng)戶為單位的地塊檔案，逐年記載農(nóng)田面積、利用狀況、產(chǎn)量水平、耕作措施、施肥水平等項，作為土壤測試推薦施肥的基礎(chǔ)資料。
土壤調(diào)查報告的內(nèi)容除應(yīng)有環(huán)境情況的說明外，應(yīng)詳細敘述調(diào)查地區(qū)土壤情況，如地形、坡度、排水、土壤質(zhì)地、土層厚度、表層與亞表層石礫性、一般肥力狀況、土壤酸度與鹽堿化狀況等。與土壤風(fēng)化程度及成土母質(zhì)有關(guān)的陽離子交換量、鹽基飽和度及有機質(zhì)含量有反應(yīng)土壤自然肥力的最重要的土壤特征。
考慮到土壤水分對土壤供肥能力及肥料效應(yīng)的巨大影響，在土壤調(diào)查中，重點測定一些有關(guān)土壤——水分相互作用的因子，如田間持水量、永久凋萎點、滲透速度等是很有必要的。
�。ǘ┨镩g土壤取樣技術(shù) 土壤取樣是土壤測試能否獲得成功的關(guān)鍵，而又往往最易為人們所忽視。由于土壤異質(zhì)性，田間取樣的誤差往往比實驗室分析化驗的誤差要大得多。目前國內(nèi)對田間土壤取樣還沒有一套公認(rèn)的方法，取樣方法十分混亂，嚴(yán)重影響測土施肥的精確性。正確的田間土壤取樣，是推薦施肥體系中一個首要的環(huán)節(jié)。
1 、田間土壤養(yǎng)分分布特征 陜西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所呂殿青等人（ 1990 ）對扶風(fēng)縣西官村 100 公頃農(nóng)田進行了方格法田間取樣技術(shù)研究，方格面積 0.67 公頃，對方格內(nèi)土壤全氮、有機質(zhì)、堿解氮和有效磷進行了分析化驗。研究結(jié)果表明，由于施肥量和施肥技術(shù)的提高， 20 世紀(jì) 70 年代提出的土壤養(yǎng)分含量以村落為中心的“同心圓分布規(guī)律”已不存在，離村不同距離的土壤 0~20 、 20~40 厘米各養(yǎng)分含量間無顯著差異，相對均衡分布狀態(tài)的存在為大面積測土施肥的可能性提供了科學(xué)依據(jù)。但是由于各種養(yǎng)分在土壤中存在的方式及形態(tài)不同，它們在土壤中的移動性也不同，因而導(dǎo)致了養(yǎng)分在田間分布局部不均勻性。圖 10-5 是土壤有效磷在該村一塊農(nóng)田中的分布，每個代表 0.67 公頃。
|
7.0
○ |
5.7
○ |
0.7
○ |
14.3
○ |
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7.6
○ |
4.3
○ |
4.7
○ |
8.5
○ |
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15.2
○ |
4.1
○ |
14.7
○ |
4.9
○ |
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13.2
○ |
10.9
○ |
11.0
○ |
20.8
○ |
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13.2
○ |
22.8
○ |
10.5
○ |
8.7
○ |
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12.5
○ |
28.8
○ |
24.2
○ |
12.1
○ |
圖 西官村土壤有效磷（ P 2 O 5 ）含量分布
（ 0~20 厘米，毫克 / 千克）
從圖 中可以看出，同一塊農(nóng)田土壤有效磷含量的變幅可從 0.7 到 28.8 毫克 / 千克，局部差異很大。以全村 100 公頃農(nóng)田為單位，土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮和有效磷的變異性可見表 10-4 。表 10-4 的數(shù)據(jù)說明，土壤中各種養(yǎng)分含量均有不同程度變異性。其中尤以有效磷變異性最大，變異系數(shù)高達 60% 以上。有機質(zhì)含量為異性最小，為 7.9%~11% ，其他養(yǎng)分則介于此兩者之間。隨著取樣面積的增大，各養(yǎng)分含量的變異系數(shù)均有明顯增高的趨勢。
表 10-4 農(nóng)田土壤養(yǎng)分分布的變異性
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土層 ( 厘米 ) |
養(yǎng)分類型 |
13.3 公頃 n ＝ 20 |
33.3 公頃 n ＝ 50 | ||
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X |
CV （ % ） |
X |
CV （ % ） | ||
|
0~20 |
有機質(zhì)（ % ）
全氮（ % ）
堿解氮（ mg/kg ）
有效磷（ mg/kg ） |
1.1709
0.0799
58.172
9.120 |
7.90
9.06
21.80
50.7 |
1.1460
0.0810
62.48
9.193 |
8.20
9.90
21.90
53.40 |
|
20~40 |
有機質(zhì)（ % ）
全氮（ % ）
堿解氮（ mg/kg ）
有效磷（ mg/kg ） |
0.8810
0.0667
50.15
2.76 |
4.20
10.50
10.7
33.8 |
0.9067
0.0692
49.11
3.03 |
7.5
13.0
11.2
41.2 |
|
土層 ( 厘米 ) |
養(yǎng)分類型 |
66.6 公頃 n ＝ 90 |
100 公頃 n ＝ 148 | ||
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X |
CV （ % ） |
X |
CV （ % ） | ||
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0~20 |
有機質(zhì)（ % ）
全氮（ % ）
堿解氮（ mg/kg ）
有效磷（ mg/kg ） |
1.1440
0.0830
62.944
9.935 |
11.1
10.9
22.1
63.8 |
1.1370
0.0840
61.97
10.663 |
10.2
11.9
22.9
64.9 |
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20~40 |
有機質(zhì)（ % ）
全氮（ % ）
堿解氮（ mg/kg ）
有效磷（ mg/kg ） |
0.8936
0.0703
47.65
3.185 |
9.4
12.8
13.9
69.25 |
0.8851
0.0681
45.86
2.943 |
9.4
11.3
14.4
74.7 |
2 、不同面積土壤取樣點數(shù)的確定 取樣點數(shù)的合理確定，是以土壤養(yǎng)分變異程度為依據(jù)的。因此，他們按照誤差分析原理，分別對不同面積的采樣分析結(jié)果進行統(tǒng)計和分析。土壤全氮、有機質(zhì)、堿解氮、速效磷的標(biāo)準(zhǔn)差（ S ）均隨取樣點數(shù)增加而降低，其變化規(guī)律服從于 y ＝ ae b/x ，圖 10-6 為 33.3 公頃面積田塊各養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)差與取樣點數(shù)的關(guān)系，根據(jù)誤差分布規(guī)律，從圖上即可估算出不同養(yǎng)分在不同面積上所需要的采樣點數(shù)。
根據(jù)上述研究，關(guān)中平原灌區(qū)土壤的取樣點數(shù)可見表 10-5 。
表 10-5 不同面積標(biāo)準(zhǔn)差估算的取樣點數(shù)
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面積（公頃） |
0.13~0.26 |
13.3 |
33.3 |
66.6 |
100 |
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取樣點數(shù) |
8~12 |
15~20 |
20~25 |
25~30 |
30~40 |
* 各養(yǎng)分的取樣點數(shù)相同。
在華北平原地區(qū)，若以 13.3 公頃作為一個測土施肥土壤取樣單位，則在這個單位里用土鉆取 15~20 點的土壤樣本，混合后從中取 1 千克土壤進行分析化驗即可。若以 33.3 公頃面積作為一個取樣單位，則取樣點數(shù)應(yīng)增至 25~30 個。
馮恭衍（ 1983 ）對長江下游的潴育型水稻土的土壤取樣技術(shù)進行了研究，在 2124 米 2 的田塊中按長方形格子取 88 個樣點，進行全量養(yǎng)分和有效養(yǎng)分的分析，結(jié)果見表 10-6 。
表 10-6 稻田土壤中各類養(yǎng)分水平分布的變異（ n ＝ 88 ）
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項目 |
全氮
（ % ） |
分磷
（ % ） |
全鉀
（ % ） |
有機質(zhì)
（ % ） |
pH |
水解氮
( 毫克 / 千克 ) |
有效磷
( 毫克 / 千克 ) |
有效鉀
( 毫克 / 千克 ) |
|
X
S
CV(%) |
0.15
0.01
6.67 |
0.0710
0.0045
6.3400 |
2.070
0.18
7.09 |
2.54
0.18
7.09 |
7.790
0.061
0.790 |
105.4
12.2
11.6 |
17.1
6.9
40.5 |
127.0
13.8
10.9 |
注： X ——平均值， S ——標(biāo)準(zhǔn)差， CV （ % ）——變異系數(shù)。
表 10-6 中數(shù)據(jù)說明，在作物生長均勻的地塊里，有效養(yǎng)分含量值的變異系數(shù)都在 10% 以上，其中尤以有效磷的變異系數(shù)為大（ 40.5% ），這與磷在土壤中的移動性弱有關(guān)。由此可見，不正確地取樣將導(dǎo)致土壤測試的失誤，一個沒有代表性的土壤樣本還不如不取樣。
土壤取樣技術(shù)包括取樣面積、取樣深度、混合土樣的樣點數(shù)、取樣時間等。各地應(yīng)按當(dāng)?shù)貤l件決定取樣面積，一般說來，地塊面積大，土壤類型比較一致，肥力水平比較均勻，田間管理相對一致的地方，取樣面積可以大一些，否則就應(yīng)該小一些。凡是作物長勢有較大差異、地塊坡度不一、排水條件、耕作類型不同的地段以及土壤類型變化的地方均應(yīng)單獨取樣。
取樣深度視作物根系密集層次置而異，大田作物一般取樣深度為 0~20 厘米，有時可到 30 厘米，水稻田一般取 0~15 厘米，牧草地取樣深度在 0~15 厘米左右。
混合土樣的樣點數(shù)與取樣單元內(nèi)土壤肥力差異程度有關(guān)，在上述馮恭衍的研究中，作者得出結(jié)論認(rèn)為，在其試驗的潮沙泥稻田土壤上，土壤水解氮、有效磷和有效鉀的測試用混合土樣，一般要用 10 個樣點組成，測定土壤有效磷的混合土樣樣點數(shù)還應(yīng)多一些。
取樣時間基本上決定于化驗室的工作進度，要保證在取樣、分析化驗和提出推薦施肥方案之后，有足夠的時間整備肥料和施肥。在一年兩熟或三熟制地區(qū)，土壤取樣往往要在上茬作物生長期間進行，此時應(yīng)注意避開追肥時期，取樣期至少應(yīng)在追肥后 20 天。
由于農(nóng)田土壤養(yǎng)分的含量水平有一定的穩(wěn)定性，所以并不需要也不可能年年取樣分析化驗。一般土壤有效養(yǎng)分的測試 3 年進行 1 次，微量元素養(yǎng)分含量測定為 5 年 1 次。但是不能把上茬作物的土壤測試數(shù)據(jù)用于下茬作物，因為它們雖是在同一年內(nèi)分析化驗的，然而由于取樣季節(jié)不同，上茬作物殘留土壤養(yǎng)分不同，土壤養(yǎng)分測試值將有很大的差別。
�。ㄈ┩寥烙行юB(yǎng)分提取劑的選擇與相關(guān)研究 土壤測試系統(tǒng)中把土壤有效養(yǎng)分提取劑的篩選稱為相關(guān)研究，這是因為根據(jù)有效養(yǎng)分相對性的概念，用各種不同浸提劑測定土壤有效養(yǎng)分量只有在與作為參比標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)作物養(yǎng)分吸收量（土壤實際有效養(yǎng)分量）之間進行相關(guān)分析，經(jīng)嚴(yán)格的數(shù)理統(tǒng)計證明存在高度相關(guān)之后，才能確定某種類型土壤上測定土壤有效養(yǎng)分的合適的提取劑。可以認(rèn)為，任何未經(jīng)生物鑒定相關(guān)研究的土壤有效養(yǎng)分提取方法都是不能在土壤測試中應(yīng)用的。
一季作物生長全過程中吸收的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)量作為土壤中“實際”有效養(yǎng)分?jǐn)?shù)量，可以用不施該養(yǎng)分的土壤中（施足其它養(yǎng)分），一季作物所吸收該養(yǎng)分的量來測定。它是提取劑篩選相關(guān)研究的最基本的參比標(biāo)準(zhǔn)。另外可用作參比標(biāo)準(zhǔn)的還有相對吸收量、相對產(chǎn)量等，它們是不施該養(yǎng)分小區(qū)的農(nóng)作物養(yǎng)分吸收量或產(chǎn)量與全肥區(qū)農(nóng)作物養(yǎng)分吸收量或產(chǎn)量之比值。用同位素 A 值法測定土壤有效養(yǎng)分 A 值，因為與作物吸收量之間一般都存在著很好的相關(guān)性，所以 A 值有時也用作某種土壤養(yǎng)分的參比標(biāo)準(zhǔn)。
1 、土壤有效氮的提取測定 由于土壤中氮素的轉(zhuǎn)化是一個生物學(xué)過程，所以各種化學(xué)測試方法對土壤氮素釋放的模擬都不太成功。到目前為止，世界各國的常規(guī)土壤測試技術(shù)中都不包含土壤氮素的測試，氮肥施用量基本上還是靠經(jīng)驗決定。但是在短期的作物氮素需要量診斷中，土壤有效氮的測試還是很有用的。
（ 1 ）土壤全氮 土壤中的氮素基本上都是有機氮，無機氮如硝態(tài)氮只占很小一部分，土壤有機氮的礦化受土壤質(zhì)地、水分狀況、濕度和 pH 等的影響，所以土壤全氮含量只能一般地反映土壤氮素肥力。近年來的研究證明，在旱地土壤，全氮在 0.15% 以下時，全氮與土壤供氮間有很好的相關(guān)性（周鳴錚， 1987 ），故在常規(guī)分析中仍然分析全氮，土壤水分狀況的一致性是利用全氮作為指標(biāo)的條件。
�。� 2 ）土壤水解氮 土壤水解氮可分為酸水解氮和堿水解氮兩種測試方法，研究工作證明它與作物吸氮量的相關(guān)性一般高于土壤全氮。對于南方水稻土，堿解氮是一個很好的指標(biāo)；對于北方土壤，由于硝態(tài)氮的存在，堿解擴散時要加還原劑，所以稱為還原堿解氮，還原劑種類有硫酸鐵 + 硫酸銀（李酉開等， 1983 ）、鋅 + 硫酸鉀（周祖澄， 1985 ）、達氏合金等。
根據(jù)高家驊（ 1981 ）對土壤堿解氮餾出物的鑒定，明確了堿解氮所含土壤含氮物主要是交換性銨態(tài)氮，酰胺態(tài)氮和氨基酸態(tài)氮等較易分解的含氮物質(zhì)，約占全氮 10% ，陳秋舲（ 1987 ）在福建三明地區(qū)水稻土上進行的土壤有效氮測試相關(guān)研究中證明，土壤堿解擴散法測出土壤有效氮與水稻相對產(chǎn)量或植株吸氮量之間均有極顯著的相關(guān)， r 值分別達到 0.8595** 和 0.7558** 。吉林省劉成祥等（ 1985 ）用還原堿解法測定了黑土、黑鈣土、白漿土等土壤有效氮素含量，測定值與玉米相對產(chǎn)量和吸氮量之間的相關(guān)性很高， r 值分別達到 0.805** 與 0.714** ，十分顯著。該法已在土壤測試推薦施肥中大規(guī)模應(yīng)用，并已證明是一種簡便、可靠的測試方法。
�。� 3 ）土壤培養(yǎng)礦化氮 少量土壤（ 5~10 克）放在最適溫度（ 30 ℃或 35 ℃）恒溫箱培育 1~2 周，淋洗出所生成的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，就是土壤培養(yǎng)礦化氮，它可分為好氣培養(yǎng)法和淹水培養(yǎng)法兩種，其中以淹水培養(yǎng)法更為成熟。張守敬（ 1978 ）認(rèn)為，水稻土吉氮素有效性的估測方法最好是把初始的銨態(tài)氮加上淹水 1 周培養(yǎng)后釋出的銨態(tài)氮量。周鳴錚等（ 1976 、 1986 ）的工作也證明，淹水培養(yǎng)法對水稻土的有效氮素測試十分可靠。但是，此法在實際指導(dǎo)大面積土壤施肥時受到測試時間長和操作繁瑣的限制而應(yīng)用不廣。
（ 4 ）土壤硝態(tài)氮與土壤深層無機氮（ Nmin ） 北方旱地土壤的有效氮測試方法中，硝態(tài)氮和深層無機氮是較好的指標(biāo)。楊堤（ 1982 ）在山西旱地小麥上研究了 120 厘米土層硝態(tài)氮含量與小麥產(chǎn)量的相關(guān)，認(rèn)為可用于小麥需氮量的估測。田遠任（ 1979 ）在河北農(nóng)田小麥生長期間分三次測定 50 厘米土層間硝態(tài)氮含量，以擬定氮肥用量，效果良好。
深層無機氮（ Nmin ）法在德國部分地區(qū)應(yīng)用于小麥和玉米追肥量診斷，中國一些科研單位和大學(xué)正在開展這方面的研究。
由于硝態(tài)氮和 Nmin 測定都需要較大的取樣深度，其中硝態(tài)氮法要求測出 120~180 厘米土層土壤內(nèi)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的含量，在目前中國的技術(shù)條件下尚難推廣。
2 、土壤有效磷的提取測定 土壤中的磷素均來自于含磷礦物的風(fēng)化，中國主要土類中無機磷形態(tài)的組成分布，與土壤風(fēng)化的地帶密切相關(guān)。蔣柏藩（ 1983 ）認(rèn)為，南方高度風(fēng)化的磚紅壤和紅壤中，土壤無機磷形態(tài)主要是以被氧化鐵膠膜包被的閉蓄態(tài)磷酸鹽存在，其中大部分是磷酸鐵鹽，在非閉蓄態(tài)磷酸鹽中，也是以磷酸鐵鹽為主，而北方黃土性母質(zhì)發(fā)育的土壤，土壤無機磷則以磷酸鈣為主，閉蓄態(tài)磷只占很小比例，在南北過渡的黃棕壤和棕壤，磷酸鋁鹽含量則相對比較高，表現(xiàn)一定的過渡性質(zhì)。根據(jù)大量的研究工作，可以認(rèn)為水稻土的有效形態(tài)以 Fe-P 為主，南方酸性旱地土壤以 A1-P 為主，而北方旱地土壤以 Ca-P 為主， Fe-P 和 A1-P 仍起作用，有機的磷化合物除熱帶森林草原土壤外，不是土壤有效磷的主要形態(tài)，土壤中磷酸鹽的形態(tài)是決定有效磷提取劑篩選的基本原則。
一些土壤有效磷的提取分析方法如吉爾薩諾夫法、馬乞金法、 Truog 法等，在 20 世紀(jì) 50 年代已引入中國，但均缺乏生物檢定的相關(guān)研究。到 60 年代以后，開始對土壤有效磷提取劑進行大量正規(guī)的研究，對奧爾遜、 Bray-I 、 A1-Abbas 等法的適用性提出了許多研究報告（黎耀輝， 1963 ，于文濤， 1965 ，林中焱， 1982 ，謝利昌， 1983 等）。
（ 1 ） 0.5 摩 / 升 NaHCO 3 提取劑（奧爾遜， 1954 ） 此提取劑可提取土壤中的 Ca-P 和 A1-P ，也可以提取部分 Fe-P ，故其適用性最廣，可用于華北、西北及東北一部分的中性至石灰性土壤的有效磷提取，又可適用于南方中性至微酸性的水稻土，但在南方酸性較強的旱地土壤上，奧爾遜法的有效磷提取量與作物吸收量之間的相關(guān)性較差，對溫度條件要求較嚴(yán)格，是此法的缺點，對土壤有效磷的提取量也較其他方法為少。
（ 2 ） 0.025 摩 / 升 HC1-0.03 摩 / 升 NH 4 F 提取劑（勃萊， 1945 ） 鹽酸氟化銨提取劑提取的土壤有效磷以 A1-P 為主，兼可提取 Ca-P 與 Fe-P 。所以此法適用于 pH7.5 以下的中性、微酸性、中酸性土壤。
吉林省農(nóng)科院劉成祥等（ 1985 ）對該省 40 個代表性土壤進行無機磷組成分析，并與玉米植株吸磷量進行相關(guān)研究后發(fā)現(xiàn)，吉林省主要土壤類型的土壤無機磷含量以 Ca-P 為主，但石灰性土壤是 Ca-P ＞ A1-P ＞ Fe-P ，非石灰性土壤是 Ca-P ＞ Fe-P ＞ A1-P 。玉米植株吸磷量與 A1-P 呈極顯著相關(guān)與 Ca-P 的相關(guān)性不顯著，小麥吸磷量與無機態(tài)磷有效程度也是 A1-P ＞ Fe-P ＞ Ca-P 。所以在該地區(qū) Bray I 法與奧爾遜法同等適用，當(dāng)將 Bray I 的土液比提高到 1:50 時，可適用于石灰性不太強的土壤。
（ 3 ）酸性提取劑 目前在國外應(yīng)用較多的有五種酸性提取劑，它們是 0.1 摩 / 升 HCI 法， 0.2 摩 / 升 HCI 吉爾薩諾夫法， 0.025 摩 / 升 H 2 SO 4 -0.05 摩升 HCI 的 Mehlich 雙酸法和 pH4 的 0.1 摩 / 升 乳酸鈣 -0.1 摩 / 升 醋酸鈣 -0.3 摩 / 升 醋酸的 CAL 法。國內(nèi)的研究工作認(rèn)為相關(guān)性較好的有 0.1 摩 / 升 HCL 法（福建紅壤水稻土，陳秋舲等， 1985 ），雙酸法（廣西紅壤，周清湘， 1985 ；浙江紅壤，陸允甫， 1985 等），吉爾薩諾夫法可能適用于北方強酸性灰化土。
（ 4 ）堿性提取劑（ A1-Abbas ， 1965 ） 0.3 摩 / 升 NaOH-0.5 摩升 Na 2 C 2 O 4 提取劑以提取土壤中的 Fe-P 為主，對南方中性、微酸性水稻土十分適用。據(jù)周鶚、葉德憲等（ 1985 ）的研究，四川紫色土的土壤有效磷提取以此法為最好，其提取的有效磷量與水稻相對吸磷量之間的相關(guān)系數(shù)可達 0.896 ，十分顯著，對川西平原水稻土此法和奧爾遜法同樣適用。
（ 5 ）土壤磷的等溫吸附法和磷酸鹽位法 嚴(yán)格說來，這兩種方法不屬于提取劑測定之列，但是在土壤磷素養(yǎng)分供應(yīng)的測試上，它們是很有特色的方法，國同外都有不少研究工作在這方面開展，有的已應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。
蔣柏藩（ 1983 ）在其綜述中指出，中國幾種主要土類的供試土壤其吸附磷的特性符合于 Langmuir 、 Freundlich 和 Temkin 三種吸附方程式，不同土壤的最大吸附磷量相差很懸殊，與土壤 pH 、土壤溶液中鈣、鎂濃度等有很高的相關(guān)性。黃德明等（ 1982 ）認(rèn)為土壤平衡溶液磷濃度與作物吸磷量之間有一定的相關(guān)性， 0.3 毫克 / 升的土壤平衡溶液磷濃度可滿足小麥等作物在不同肥力水平的潮土類土壤上對磷的需要。磷酸鹽位是土壤供磷的強度指標(biāo)，林忠焱（ 1983 ）用華南赤紅壤水稻土和菜園土進行了磷酸鹽位的研究，測得供試土壤的平衡磷位（ 1/2pCa+pH 2 PO 4 ˉ）值，水稻土為 8.12~10.9 ，菜園土為 7.02~12.5 。與 A 值法相比較，磷酸鹽位不適用于水稻土需磷診斷，但適用于菜園土。
（ 6 ）聯(lián)合提取劑 1982 年 Mehlich 提出Ⅲ號聯(lián)合提取劑，其成分為： 0.2 摩 / 升 HOAc-0.25 摩 / 升 NH 4 HO 3 -0.015 摩 / 升 NH 4 F-0.013 摩 / 升 HNO 3 -0.001 摩 / 升 EDTA 。此提取劑可同時提取磷、鉀、鈣、鎂、鈉、猛、鐵、鋅、銅共 9 種養(yǎng)分元素的有效含量。段秀泰（ 1982 ）進行了 M- Ⅲ提取劑與勃萊 - Ⅰ法和奧爾遜法比較的研究，她發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤酸性愈強時，奧爾遜法提取土壤有效磷的結(jié)果偏低，當(dāng)土壤石灰性愈強時，用勃萊 - Ⅰ法的結(jié)果愈低，只有 M- Ⅲ法的測定結(jié)果能在廣泛的 pH 范圍內(nèi)準(zhǔn)確反映土壤磷肥力。
3 、土壤有效鉀的提取測定 中國在 20 世紀(jì) 70 年代以來，土壤鉀的測定通用亞硝酸鈷納比濁法或容量法，所以土壤交換性鉀的提取劑均為鈉鹽，如 10%NaC1 、 NaOAc 或 NaNO 3 等。后來廣泛應(yīng)用的四苯硼鈉提取劑仍是這一方法的連續(xù)。到 70 年代后期火焰光度分析法普遍采用，才用 1 摩 / 升中性醋酸銨提取劑作為交換性鉀的提取測定標(biāo)準(zhǔn)方法。對所有的旱地土壤，不論北方還是南方，酸性或石灰性，交換性鉀都可作為土壤鉀素肥力的指標(biāo)，但有不少研究工作報告認(rèn)為它與作物相對產(chǎn)量之間的相關(guān)性不高（謝高昌， 1983 ）。這種情況對水稻土更為明顯，因為淹水條件下土壤緩效鉀釋出較易，而且水稻利用緩效鉀的能力較強，它利用緩效鉀的數(shù)量可達總吸鉀量的 20%~40% 。
土壤緩效鉀的提取方法有三種， 1 摩 / 升 HNO 3 煮沸 10 分鐘， 2 摩 / 升冷 HNO 3 浸提和 6 摩 / 升 H 2 SO 4 浸提，其中以 1 摩 / 升 HNO 3 煮沸法為常用。緩效鉀是指層狀粘土礦物所固定的以及一部分水云母中的鉀。由于緩效鉀的含量受成土母質(zhì)和風(fēng)化條件的影響，不像交換性鉀那樣容易變動，它可以更好地說明不同土類土壤中鉀貯量的差異，是不同土類土壤供鉀潛力的良好指標(biāo)。
電超濾是電滲析與超微孔過濾相結(jié)合的一種物理化學(xué)方法，中國學(xué)者近年來在電超濾提取鉀方面做了很多工作（史瑞和， 1983 ；李酉開， 1985 ；陸允甫， 1987 ），認(rèn)為應(yīng)用電超濾儀可以在較短的時間內(nèi)，在可變電壓和溫度的條件下，作一次完整的浸提，同時測得土壤中養(yǎng)分的強度、容量和供應(yīng)速率等參數(shù)，在土壤有效鉀的測試上獲得滿意的結(jié)果。
謝建昌等（ 1987 ）提出用陽離子樹脂袋法測定土壤鉀素的有效性，他們測得的樹脂袋鉀提取量與作物吸鉀量十分接近，二者的相關(guān)中達到 0.916 ，將是一個很有希望的土壤有效鉀提取方法。
4 、土壤有效鈣、鎂、硫、硅的提取測定 一般來說，土壤中鈣的總含量少于鉀和鎂，但是交換性鈣則遠多于交換性鉀和鎂。土壤中極大部分的非交換性鈣是含鈣的原生礦物，如鈣長石、方解石、白云石、閃石等。在堿土與鹽中，相當(dāng)數(shù)量的鈣以碳酸或石膏的狀態(tài)存在。由于鈣在大多數(shù)土壤中是最主要的交換性陽離子，這就便土壤吸收復(fù)合體上鈣的飽和度直接影響于土壤 pH 。土壤成為強酸性后才使鈣成為植物營養(yǎng)的限制因子，所以土壤有效鈣的測試包括土壤的石灰需要量測定和土壤有效鈣含量測定兩部分。近年來中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)在華北 pH 高于 7.5 的土壤上，大白菜有生理缺鈣現(xiàn)象，其他作物如花生等施用鈣肥有一定的增產(chǎn)效果，這些研究對土壤有效鈣測試提出了一些新的課題。
（ 1 ）土壤 pH 測定 通過土壤 pH 的測定來診斷石灰需要量是一種最簡便的方法， pH 低于 7 時，可施用石灰來調(diào)節(jié)，但并不需要調(diào)節(jié)到完全中性。據(jù)何電源等的研究（ 1987 ），在 pH5.6~6.0 的南方稻田，土壤中活性鋁離子很少或消失，在施用足量肥料時，施用石灰弊多利少。國外也有同樣的經(jīng)驗，美國中西部地區(qū)土壤，用石灰把 pH 調(diào)節(jié)到 6 以上并不能增加經(jīng)濟效益，但種苜蓿時宜將 pH 調(diào)到 6.5 以上。在亞熱帶與熱帶，土壤 pH 即便更低一些也不太影響作物產(chǎn)量，而對各種泥炭與腐泥土壤，把它們中和至 pH5.2 以上并無增產(chǎn)作用。
（ 2 ）土壤緩沖溶液平衡法 直接用堿的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定土壤中酸性陽離子時，土壤酸度中的大部分不能立即與堿起作用， Shotmaker 等（ 1962 ）提出用緩沖溶液浸提土壤，待其平衡后用堿滴定或測其酸度，此法被稱為 SMP 法。緩沖液的組成為對硝基酚、鉻酸鉀和二水氧化鈣，溶于水中后加入醋酸鈣和三乙醇胺，并用 NaOH 調(diào)至 pH7.5 。測出土壤緩沖液的酸度后即可從專用的表上查出石灰需要量。
（ 3 ）交換性鈣的提取測定 土壤交換性鈣的提取可用 1 摩 / 升 NH 4 OAC ，實際上醋酸銨提取劑可測定土壤陽離子交換量（ CEC ）和交換性鉀、鈉、鈣、鎂等陽離子�？赡芡寥乐薪粨Q性陽離子的比例關(guān)系比單一的交換性鈣的測定重要得多。
（ 4 ）交換性鎂的提取測定 土壤交換性鎂的提取也是用 1 摩 / 升 NH 4 OAC ，原子吸收分光光度計測定，中國南方橡膠樹有缺鎂癥的報道（陸行正， 1987 ），作者認(rèn)為導(dǎo)致鎂素營養(yǎng)虧缺的原因，一方面是土壤鎂素供應(yīng)不足，另一方面是鉀素養(yǎng)分較豐富而引起。國外報道認(rèn)為鉀 / 鎂是很重要的診斷標(biāo)準(zhǔn)，鉀 / 鎂重量比對大田作物應(yīng)小于 5 。對蔬菜和糖用甜菜應(yīng)小于 3 ，對果樹和溫室作物應(yīng)小于 2 ，否則就易發(fā)生缺鎂現(xiàn)象。
（ 5 ）有效硫的提取測定 據(jù)劉崇群等（ 1983 ）的研究，中國土壤硫的分布規(guī)律受溫度、雨量和土壤有機質(zhì)等因素的影響。東南部溫暖濕潤，土壤中以有機硫為主，西北部干旱少雨，土壤中無機硫的含量較高。南方水稻土、紅黃壤中可溶性形態(tài)的硫含量、更新率及其分布情況。
土壤有效硫的提取方法很多，國際水稻所推薦的方法是 0.01 摩 / 升磷酸一鈣，土液比 1:4 ，振搖 24 小時，診斷缺硫的臨界值是 10 毫克 / 千克硫。提取后一般用 BaSO 4 比濁法測定。
（ 6 ）有效硅的提取測定 植物體內(nèi)含有相當(dāng)數(shù)量的硅，但硅是不是植物必需的營養(yǎng)元素還有不同的意見，不過水稻施用硅肥不同程度的增產(chǎn)作用在國內(nèi)黑龍江和福建等地報道（吳英， 1983 ，彭嘉桂， 1987 ）。土壤有效硅的提取方法在中國和日本等普遍應(yīng)用的是 pH 4 醋酸 - 醋酸鈉緩沖溶液，土液比 10:100 ， 40 ℃平衡 5 小時后振搖、過濾，分析提取液中的二氧化硅含量。提取測定值在 50 毫克 / 千克二氧化硅之間時有一定效果，大于 100 毫克 / 千克二氧化硅時一般不缺硅。上述指標(biāo)適用于南方水稻土。黑龍江省在白漿土、草甸土、草甸黑土以及黑土上進行的水稻施硅試驗結(jié)果表時，黑土有效硅含量在 1500~2000 毫克 / 千克施硅無效，其余三種土類有效硅含量較低，、硅鉬藍比色測定含量為 200~300 毫克 / 千克，施硅后增產(chǎn)效果明顯（吳英等， 1987 ）。
5 、土壤陽離子微量元素鋅、銅、錳、鐵的提取測定
（ 1 ） DTPA 聯(lián)合提取法 DTPA 是一種金屬離子螯合劑， 1969 年由美國學(xué)者 Lindsay 提出，適用于中性、石灰性和微酸性土壤中有效性鋅、銅、錳、鐵的提取。潘安堡等（ 1987 ）的研究工作證明，此提取劑也適用于酸性較強的紅壤。他們用甜玉米對酸性土壤鋅、銅、鐵、錳的吸收量為參比標(biāo)準(zhǔn)，與 DT-PA 提取量之間的相關(guān)分析結(jié)果見表 10-7 。
表 10-7 酸性紅壤上 DTPA 提取微量元素的相關(guān)分析
|
相關(guān)因子 |
相關(guān)系數(shù)（ r ） |
|
DTPA- 鋅與甜玉米鋅吸收量
DTPA- 銅與甜玉米銅吸收量
DTPA- 鐵與甜玉米鐵吸收量
DTPA- 猛與甜玉米錳吸收量 |
0.949**
0.828**
0.313
0.842** |
DTPA 的中文化學(xué)名稱為二乙三胺五醋酸，提取劑中含有 0.005 摩 / 升 DTPA 、 0.01 摩 / 升 CaCl 2 和 0.1 摩 / 升三乙醇胺，并緩沖至 pH7.30 。土液比為 25:50 ， 20~28 ℃下振搖 2 小時，過濾后用原子吸收分光光度計同時測定 Zn 、 Cu 、 Mn 、 Fe 四種元素。
（ 2 ）中性鹽類提取法 各國學(xué)者對各種中性鹽類提取土壤的微量元素進行了研究，他們選用的有 0.1 摩 / 升 MgSO 2 及 0.5 摩 / 升 NH 4 OAC （ Ph4.8 ）、 0.2 摩 / 升 MgSO 4 等。據(jù)報道 1 摩 / 升 NH 4 OAC ， pH4.8 ，土液比 12.5:50 ，振搖 30 分鐘后過濾，用鄰菲羅林比色測定酸性和中性土壤中的有效鐵可獲得良好的效果。另外，用 1 摩 / 升 NH 4 OAC ，土液比 10:100 提取酸性土壤中交換性錳也是很好的，但對石灰性土壤則必需用 DTPA 法。
（ 3 ）弱酸和強酸提取法 主要應(yīng)用的有 0.1 摩 / 升 HCl 、 0.05 摩 / 升 MgSO 4 -H 2 SO 4 、 0.05 摩 / 升 HCl-0.025 摩 / 升 H 2 SO 4 等等，其中研究得最多，應(yīng)用最早的是 0.1 摩 / 升 HCl 提取劑。此法適用于提取酸性土壤中的有效鋅與銅，不適用于錳和鐵。提取時，土液比為 10:50 ，振搖 1.5 小時，原子吸收分光光度計測定。
6 、土壤陰離子微量元素硼、鉬的提取測定 發(fā)生缺硼的地區(qū)范圍、作物種類、土壤及氣候條件比缺乏其他任何一種微量元素都更為廣泛。劉錚（ 1983 ）在其關(guān)于微量元素的綜述中指出，中國缺硼土壤主要有兩大區(qū)，一是東南部的紅壤、赤紅壤和磚紅壤地區(qū)，另一個是黃土和黃河沖積物發(fā)育的各種土壤，此外還有小片的缺硼土壤分布于湖北、河南、黑龍江等地。
中國缺鉬土壤的分布與缺硼土壤十分一致，主要也在上述兩大地區(qū)，北方黃土和黃河沖積物發(fā)育土壤中鉬的缺乏主要由于成土母質(zhì)中含鉬量低，而南方酸性土壤缺鉬則主要由于土壤酸性降低了鉬的有效性。
有效硼的提取目前只有熱水浸提法一種，土液比 20:40 ，用姜黃素法或亞甲胺 -H 法進行比色測定。
土壤有效鉬的提取應(yīng)用較普遍的是 pH3.3 的草酸 - 草酸銨試劑（ Tamm 溶液）。這種試劑可同時溶出相當(dāng)量的氧化鐵和鋁，因此它能提取出比有效量更多一些的鉬，當(dāng)對土壤有效鉬的測試值進行解釋時，把土壤 pH 考慮進去是必要的。草酸 - 草酸銨提取的鉬可用硫氰化鉬比色法測定，也可用催化極譜分析法測定， 1972 年 Dawson 等提出陰離子交換樹脂法測定土壤有效鉬，對 46 種土壤樹脂提取鉬與植物吸收鉬之間， r ＝ 0.861 ，對于有效鉬含量低的土壤，這種方法可能是測定土壤有效鉬的最好提取方法。另外，鉬值的概念也是很有用的，鉬值＝ pH+ （有效鉬量× 10 ），其指標(biāo)為：下限＜ 6.2 ，適度 6.2~8.2 ，上限＞ 8.2 。
7 、提取劑選擇的相關(guān)研究 上面介紹了土壤有效養(yǎng)分的各種提取劑，及其適用的大致范圍，各地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥罈l件篩選適用于本地的提取劑。提取劑篩選方法主要是用不同土壤對幾種提取劑進行生物檢定，將各提取劑浸提出的土壤有效養(yǎng)分含量與生物學(xué)參比標(biāo)準(zhǔn)進行比較并計算其相關(guān)系數(shù)。通常的做法是在測試地區(qū)內(nèi)選取不少 20 個土壤樣本，這些土樣應(yīng)能代表該地區(qū)的土壤肥力水平，既有低產(chǎn)地塊，也有高產(chǎn)地塊的土樣。在試驗場內(nèi)安排盆栽試驗，因為這試驗可用作物幼苗進行，所以可用較小的盆缽，既有低產(chǎn)地塊，如果要獲得產(chǎn)是結(jié)果則應(yīng)用大一點的盆缽。試驗設(shè)全肥組（氮磷鉀）、無氮組（磷鉀）、無磷組（氮鉀）和無鉀組（氮磷） 4 個處理， 3~4 次重復(fù)。供試作物可選用當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物和栽培品種。 20 種土壤在裝盆施肥前，先各取一個土壤基礎(chǔ)樣，盆栽幼苗長至一定高度（一般在 40~60 天）后，收取植株地上部，測鮮重，烘干備用。如果進行土壤有效磷提取劑選擇，可選用 3 種左右提取劑對 20 種土壤基礎(chǔ)樣本進行有效磷含量測定，同時對盆栽試驗的全肥組、無磷組兩組植株樣本化驗其含磷量，并測其干重，以無磷組植株干重 / 全肥組植株干重× 100 為相對產(chǎn)量（ % ）。 20 個基礎(chǔ)土樣的土壤有效磷測定植與盆栽試驗植株干重或籽粒產(chǎn)量的相對產(chǎn)量值，植株吸磷量等數(shù)據(jù)統(tǒng)計它們之間的相關(guān)系數(shù)。選取相關(guān)數(shù)值高的土壤有效磷提取劑作為本地區(qū)土測磷的標(biāo)準(zhǔn)方法。
陸允甫等（ 1987 ）對紅壤旱耕地有效磷測定方法的篩選進行了研究。在浙江金華、衢州兩市共 7 個縣進行了較大規(guī)模的磷肥田間試驗， 2 年共 40 個點。供試土壤均屬酸性， pH （ H 2 O1:1 ） 4.9~6.85 （二處 pH 大于 7 除外），有機質(zhì)含量 0.68%~2.72% ，全氮為 0.04%~0.156% ，全磷為 0.014%~0.045% ，黏粒含量（ <0.002 毫米） 15.31%~53.27% 。土壤分類屬紅壤亞類下面的幾個代表性土屬。試驗設(shè)氮磷鉀處理與氮鉀處理，并施用硫酸鋅； 4 次重復(fù)。指示作物為玉米（丹玉六號）。試驗中取用：①玉米洱粒相對產(chǎn)量；②總干物質(zhì)相對產(chǎn)量；③全株總吸磷量；④籽粒含磷量等四項作參比標(biāo)準(zhǔn)。
表 10-8 不同方法速效磷測定（ logP ）與參比項的相關(guān)系數(shù)
|
方 法 |
玉米籽粒
相對產(chǎn)量
（ n ＝ 35 ） |
總干物質(zhì)
相對產(chǎn)量
（ n ＝ 35 ） |
玉米全株
吸磷量
（ n ＝ 29 ） |
玉米籽粒
含磷量
（ n ＝ 31 ） |
試驗點的土壤共用 10 種產(chǎn)同方法提取測定速效磷的含量。各法提取測定結(jié)果與 4 個參比標(biāo)準(zhǔn)之間的相關(guān)系數(shù)見表 10-8 。各法提取測定結(jié)果相互之間的相關(guān)系數(shù)見表 10-9 。
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