不同粒径制样对土壤理化指标测定的影响

钟清清１，杨 霖１，张 哲１，陈杨明珠１，章爱群１，２

（１．湖北工程学院生命科学技术学院，湖北 孝感 ４３２０００；２．特色果蔬质量安全控制湖北省重点实验室，湖北 孝感 ４３２０００）

摘要：选用１０个土壤样品，制成两种粒径的土样（１０目和２０目筛制样），采用常规分析方法对测土配方施肥和耕地地力评价项目中的４个必测指标，即ｐＨ、碱解氮、速效磷、有效钾进行分析，探讨不同粒径土壤样品对各理化指标的影响。结果表明，不同粒径土样对分析结果的准确性及精密度均有一定的影响；对于水旱田两类土样，不同粒径对于旱田土壤各指标的测定结果影响较大，因此在进行土壤理化性状分析时可考虑根据具体指标选择筛径制样，而不同粒径对于水田土壤指标的测定影响较小，故１０目或２０目制样皆可。

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关键词 ：土壤制样；粒径；理化指标

中图分类号：Ｓ１５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：０４３９－８１１４（２０１５）０４－０８０７－０３

ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１５．０４．０１０

收稿日期：２０１４－０７－１０

基金项目：湖北省教育厅重点项目（Ｄ２０１３２７０３）；湖北工程学院小城镇发展研究中心开放科研项目［中心（２０１１）１号Ｋ１２］；湖北工程学院大学生科研重点培育项目

作者简介：钟清清（１９９２－），女，湖北云梦人，在读硕士研究生，研究方向为环境科学，（电话）１５６２９５６０３３６（电子信箱）１８３９６１２２９＠ｑｑ．ｃｏｍ；

通信作者，章爱群（１９７４－），女，副教授，博士，（电话）１３０３５１５８5２２（电子信箱）ｍｕｎｋｃｈｏｒｉａ＠ｔｏｍ．ｃｏｍ。

按照１９２７年国际土壤学会规定［１］，用于测定土壤有效养分如土壤ｐＨ、土壤速效磷和有效钾等指标的土壤样品需要全部通过１ ｍｍ孔径筛，用于进行土壤机械分析等物理分析的土壤样品则需要全部通过２ ｍｍ孔径筛。长期以来，我国土壤分析教科书及２０世纪８０年代初开展的全国第二次土壤普查均按此规定进行制样［２－４］。但２０１１年修订版测土配方施肥技术规范要求颗粒分析试样过２ ｍｍ孔径筛，对于上述规定，很多学者进行了探讨。钱新标等［５］研究结果表明，不同孔径筛分样品（＜２ ｍｍ和＜１ ｍｍ）对土壤分析结果存在一定的影响，２ ｍｍ筛分的样品重复间不稳定、波动性较大，变异系数明显大于１ ｍｍ孔径样品。赵会娥等［６］研究发现，１ ｍｍ粒径土壤的测定精密度略高于２ ｍｍ粒径土壤，但速效磷测定误差较大，对于碱解氮、有效钾和有效硅，１ ｍｍ粒径土样测定结果略高，但相差不大，而ｐＨ测定不受粒径影响。本研究利用不同粒径土样选测测土配方施肥和耕地地力评价测试项目中的部分必测指标，并对结果进行分析，探讨粒径对不同指标测定的影响规律，同时优化测定结果精确度，为测土配方施肥和耕地地力评价测试结果的可靠性提供参考依据。

１ 材料与方法

１．１ 供试土样

本试验于湖北省孝感市郊外农田采集土层深度０～３５ ｃｍ范围内的１０个土壤样品，其中旱田取６个土样，水田取４个土样，土样风干后制样待测。

１．２ 试验方法

用四分法取１０个土壤样品研磨分别过１０目筛（孔径为２．０ ｍｍ）和２０目筛（孔径为０．９ ｍｍ），得到两种粒径土壤样品。土壤测定指标以及方法如下：使用ｐＨ计，土液比（V∶V，下同）分别为１∶１和１．０∶２．５，测定土壤ｐＨ；分别用ＮａＨＣＯ３和ＮＨ４Ｆ－ＨＣｌ提取方法测定速效磷含量；采用碱解扩散法测定碱解氮含量；采用乙酸铵－火焰光度法测定有效钾含量。各粒径土样均重复３次，取平均值进行比较。所有试验数据均采用Ｅｘｃｅｌ和ＳＡＳ软件进行处理和统计分析。

２ 结果与分析

２．１ 不同粒径土壤样品对各理化指标测定结果的影响

由表１可知，所测定理化指标结果均在一定程度上受土样不同粒径（１０目和２０目）的影响。土壤ｐＨ与ＮａＨＣＯ３提取的速效磷含量基本上表现为１０目筛土样高于２０目筛土样，而碱解氮、有效钾的测定结果表现正好相反。方差分析表明，两种粒径间不同理化指标测定值存在差异，部分土样两种粒径的测定结果差异达到显著水平。在１０种样品中，土液比为１∶１时，１号、２号及４号ｐＨ测定结果两种粒径间差异达极显著水平，６号和７号样品测定结果差异达显著水平；碱解氮含量测定，１号和９号样品两种粒径间差异达极显著水平，４号样品两种粒径间差异达显著水平；ＮａＨＣＯ３提取法测定速效磷含量，除１号样品两种粒径间差异达极显著水平外，其他样品处理间均无显著差异；有效钾含量测定，５号样品两种粒径间差异达极显著水平，１号、４号及８号样品两种粒径间差异达显著水平。

２．１．１ 不同粒径和提取剂对速效磷测定结果的影响 不同粒径和提取剂对速效磷测定结果的影响如表２所示。由表２可知，ＮａＨＣＯ３溶液提取法测定土壤速效磷含量，不同粒径间土样测定结果除１号差异极显著外其他样品均无显著差异，１０目样品速效磷含量略高于２０目（１、２号和９号样品除外）。ＮａＨＣＯ３溶液提取法测定１０个土壤样品速效磷含量的相对标准偏差为０．０２％～０．２３％，平均为０．０８％。ＮＨ４Ｆ－ＨＣｌ溶液提取法测定土壤速效磷，１号、２号两种粒径间差异达显著水平，５号样品两种粒径间差异达极显著水平，相对标准偏差为０．０２％～０．４３％，平均为０．１６％。ＮａＨＣＯ３溶液提取法测定土壤速效磷含量的精密度较高。相关性分析表明，由于提取剂的不同，ＮａＨＣＯ３法与ＮＨ４Ｆ－ＨＣｌ法提取的土壤速效磷含量呈显著正相关。比较两种浸提液分别测定１０目和２０目土样的精密度可知，ＮａＨＣＯ３法测定１０目土样速效磷含量的平均相对标准偏差最小，仅为０．０７％。

两种提取剂测定土壤速效磷含量存在明显差异，其原因可能与磷素在土壤中的存在形式和固定特性有关，在石灰性和中性土样中磷主要以磷酸钙的形式存在，此时一般采用ＮａＨＣＯ３提取法；在酸性土壤和微酸性土壤中磷主要以磷酸铁、磷酸铝盐的形式存在，此时一般采用ＮＨ４Ｆ－ＨＣｌ提取法。用化学浸提方法测定速效磷含量时，溶液提取过程中磷的再固定是影响提取量的重要因素［１］，土壤颗粒越小，比表面积越大，磷的固定量增加［７］，因此在同等条件下１０目土样提取出来的速效磷含量反而较２０目土样高。试验结果表明，对于土壤速效磷含量测定，土样过１０目筛，采用ＮａＨＣＯ３溶液提取法结果更为可靠，稳定性更好。

２．１．２ 不同粒径和土液比对ｐＨ测定的影响 不同粒径和土液比条件下ｐＨ测定结果如表３所示。由表３可知，土液比为１∶１时，除３号、４号、６号和８号土样，其他样品测定结果均表现为１０目制样ｐＨ大于２０目制样ｐＨ。１号、２号和４号土样两种粒径间差异达极显著水平，７号土样两种粒径间差异达显著水平；土液比为１．０∶２．５时，除３号和７号土样， 其他样品测定结果均表现为１０目制样ｐＨ大于２０目制样ｐＨ。１号和２号土样两种粒径间差异达极显著水平。３个平行试验之间的变异系数均不超过０．０３％。上述结果表明，同一样品平行试验间的数据波动小，稳定性好。因此，测定农田土壤样品ｐＨ时，选用土液比为１．０∶２．５较好，１０目或２０目制样对测定结果影响不大。

２．２ 不同粒径对水旱田两类土样的影响

由显著性分析（表１）表明，整体上旱田土样（１－６号）相对于水田土样（７－１０号）不同粒径间各指标测定结果差异达显著水平的较多，水田土样除个别指标外，不同粒径间差异普遍不显著，尤其对于速效磷的测定，由显著性分析（表２）可知，两种提取剂测定速效磷含量均无显著差异。本试验可以进一步确定，不同粒径对于旱田土壤各指标的测定结果影响较大，因此在进行土壤理化性状分析时可考虑根据具体指标选择筛径制样；而不同粒径对于水田土壤指标的测定结果影响较小，故１０目或２０目制样皆可。

３ 小结与讨论

本研究结果表明，土壤制样粒径不同对理化性状指标分析结果的准确性及精密度均有一定的影响。１０个土样中，２０目筛制样测定的碱解氮和速效钾含量普遍高于１０目筛制样；ＮａＨＣＯ３溶液提取法测定速效磷的含量较ＮＨ４Ｆ－ＨＣｌ溶液提取法精密度高，且用ＮａＨＣＯ３法测定１０目土样的相对标准偏差最小，仅为０．０７％。虽然ＮａＨＣＯ３法与ＮＨ４Ｆ－ＨＣｌ法提取的土壤速效磷含量呈显著正相关，但由于提取液不同，测定结果差异明显。两种粒径土样ｐＨ测定结果相差不大，但不同的土液比测定结果差异明显，土液比为１．０∶２．５时测定的ｐＨ较土液比为１∶１时测定结果大，且土液比为１．０∶２．５时测定结果的精确度和稳定性较高。不同粒径土样对旱田土壤理化指标测定结果的影响大于对水田土壤理化指标的测定，因此，在实际应用中，若对旱田土样进行分析，可考虑根据具体指标选择筛径制样，若进行水田土样分析，则１０目或２０目筛制样均可。在当前的测土配方施肥工作和相关研究中，土壤制样采用过１０目筛还是２０目筛，关键在于测定数据的应用。采用１０目筛制样进行土壤理化指标测定，虽然操作简便，但称样误差较大，且难以估计测定结果与２０目筛制样测定结果的差异。就目前化学分析的发展来看，随着仪器水平和测定环境的改善，越来越多的分析项目趋向于采用半微量或微量分析方法［３］，因而称样量减少，对样品细度的要求增加，否则难以控制称样误差。就此而言，２０目筛制样较１０目筛制样粒径小，称样误差相对较小，仍然是值得推荐使用的制样方法。至于规定１０目筛制样用于速测，容许更大误差则另当别论。研究结果表明，粒径对旱田与水田土壤理化指标测定的影响不同，到底采用哪种细度的土壤样品，是否能够统一或如何统一，本研究不能一概而论，只能给出一个笼统的方向，若应用于实际，则尚需对其进行深入探讨。

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参考文献：

［１］ 南京农学院．土壤农化分析［Ｍ］．北京：农业出版社，１９８０．

［２］ 中国科学院南京土壤研究所．土壤理化分析［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社，１９７８．

［３］ 鲍士旦．土壤农化分析（第三版）［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００８．

［４］ 全国土壤普查办公室．全国第二次土壤普查暂行技术规程［Ｍ］．北京：农业出版社，１９７９．

［５］ 钱新标，林 琳．不同粒径土壤样品对理化性质分析结果的影响［Ｊ］．现代农业科技，２０１３（５）：２２７，２２９．

［６］ 赵会娥，贺立源，吴照辉，等．不同制样粒径对土壤有效养分测定结果的影响［Ｊ］．土壤通报，２００８，３９（３）：６２３－６２６．

［７］ 中国科学院南京土壤研究所．中国土壤［Ｍ］．北京：科学出版社，１９７８．

（责任编辑 韩 雪）