測(cè)土配方施肥技術(shù)中土壤化驗(yàn)分析的方法

□ 崔曉英

（華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)，河北 承德 067000）

根據(jù)調(diào)查顯示，近幾年農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，土壤耕地問題愈發(fā)突出，耕地資源遭受到嚴(yán)重的破壞，土壤貧瘠、植物生存能力下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量也受到不利影響。施肥是保持土壤營(yíng)養(yǎng)的重要途徑，但不同的土壤情況，施肥配方和技術(shù)也各不相同，必須結(jié)合農(nóng)作物生長(zhǎng)需求、土壤現(xiàn)狀等條件，才能制定科學(xué)的施肥方案。

一、測(cè)土配方施肥技術(shù)中土壤化驗(yàn)的必要性

土地資源是大自然賜予人類的寶物，是人們賴以生存的重要場(chǎng)所。對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、種植的基礎(chǔ)，土壤中包含著豐富的元素，如氮、磷、鉀等，這些都是農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，也是決定農(nóng)作物生長(zhǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵因素。如果土壤施肥不科學(xué)，不僅會(huì)影響農(nóng)作物品質(zhì)，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量降低，而且還會(huì)損害土壤本身的品質(zhì)，造成土壤貧瘠、土壤污染等問題。因此，在農(nóng)作物種植前期，做好土壤化驗(yàn)技術(shù)工作，結(jié)合農(nóng)作物生長(zhǎng)需求，科學(xué)調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)和數(shù)量，保障土壤營(yíng)養(yǎng)配比的科學(xué)性，對(duì)提升農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量非常有利，也能保障土壤營(yíng)養(yǎng)環(huán)境健康發(fā)展。

土壤化驗(yàn)是測(cè)土配方施肥的基本依據(jù)，也是決定土壤施肥科學(xué)性的關(guān)鍵因素。只有確定土壤各元素含量，才能結(jié)合農(nóng)作物生長(zhǎng)需求，制定科學(xué)的施肥方案，避免出現(xiàn)施肥過少造成土地貧瘠問題，或施肥過多造成土壤過于肥沃問題。因此，在確定農(nóng)作物品種、土壤自身養(yǎng)分狀況后，對(duì)種植區(qū)域土壤進(jìn)行化驗(yàn)，科學(xué)分析土壤養(yǎng)分消耗周期，確定合理的施肥周期和施肥比例，保障農(nóng)作物施肥的科學(xué)性。相較于種植經(jīng)驗(yàn)而言，土壤化驗(yàn)的方法科學(xué)含量高、數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，更加有利于保障農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，也有利于提升農(nóng)作物產(chǎn)量。

二、土壤化驗(yàn)的前期工作分析

（一）土壤樣品采集工作

土壤樣品采集是土壤化驗(yàn)的前提工作，土壤樣品必須具備普遍性、代表性，才能確保土壤化驗(yàn)結(jié)果的合理性，保障化驗(yàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，隨著溫度、濕度和季節(jié)等因素的變化，土壤養(yǎng)分含量也會(huì)發(fā)生不同程度的變化，所以在采集土壤樣品時(shí)，必須充分考慮環(huán)境因素，選擇合理的采樣時(shí)間，并結(jié)合季節(jié)氣候的變化規(guī)律，科學(xué)分析土壤化驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)調(diào)查顯示，通常情況下，現(xiàn)有農(nóng)作物收割后和下一季農(nóng)作物種植前的這段時(shí)間，是土壤狀態(tài)較為穩(wěn)定的時(shí)期，所以也是土壤采樣的最佳時(shí)期。此外，除了考慮土壤采集時(shí)間以外，土壤樣品采集地點(diǎn)也非常重要，即便是同一種植區(qū)域，土壤成分也會(huì)存在差異。因此，在土壤樣品采集中，將采集深度控制在20cm左右，確保采集樣品合理性。在采樣時(shí)需要遵循等量、隨機(jī)、多點(diǎn)混合的原則，即采樣深度、采樣量都是一致的，一個(gè)混合樣品需要選取15～20個(gè)樣點(diǎn)，具體而言：第一，“S”形布點(diǎn)采樣，它能有效減少人為誤差，若地塊分布比較均勻，則可以進(jìn)行梅花形布點(diǎn)取樣；第二，采樣點(diǎn)要分布均勻，盡量或完全不在堆肥地、田埂、溝邊等特殊地方進(jìn)行采樣；第三，在各個(gè)采樣點(diǎn)的取土深度、采樣量都應(yīng)是均勻的、一致的，上下層比例一致，采樣器與地面垂直，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行入土操作；第四，一個(gè)混合土樣的選取應(yīng)以1kg為宜，切忌過多或過少，若采集的樣品過多，則用四分法棄去多余的土量；第五，四分法的運(yùn)用具有顯著的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用范圍較廣，但其難以運(yùn)用于水稻土等爛泥土樣的采集工作中，此時(shí)，需要將采集到的樣品放入塑料盆中，待用塑料棍攪拌均勻后再選取所需數(shù)量的樣品；第六，在進(jìn)行采樣時(shí)，工作人員要詳細(xì)記錄采樣地點(diǎn)、深度、日期、土壤（名稱）、采樣人員、編號(hào)等信息。

（二）土壤樣品處理工作

在從野外采集到的土壤樣品后，工作人員要及時(shí)將其放在樣品盤上，將其均勻、薄薄地?cái)偝梢粚樱⑵浞旁谑覂?nèi)自然風(fēng)干，待其真正風(fēng)干后將其碾碎，剔除樣品中的植物殘?bào)w、石塊等雜質(zhì)，對(duì)于無法用傳統(tǒng)方法剔除的雜質(zhì)，例如植物根須，可以采取靜電吸出的方法進(jìn)行清理。同時(shí)，用孔徑2mm的篩子篩選壓碎的土樣，以便為后續(xù)的pH、鹽分、交換性能、有效養(yǎng)分等項(xiàng)目測(cè)定工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。用四分法將順利通過22mm孔徑篩的土樣取出一部分并繼續(xù)研磨，待其全部通過0.25mm孔徑篩后再測(cè)定其有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)、碳酸鈣等項(xiàng)目。

做好這些前期處理工作，為土壤化驗(yàn)提供符合標(biāo)準(zhǔn)的土壤樣品，才能保障化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，為后期施肥配比提供科學(xué)依據(jù)。

三、測(cè)土配方施肥技術(shù)中土壤化驗(yàn)方法

（一）土壤酸堿度（pH）的化驗(yàn)分析

酸堿度是土壤最重要的化學(xué)性質(zhì)之一，它能綜合反映土壤的各項(xiàng)化學(xué)性質(zhì)，與土壤微生物的活動(dòng)、有機(jī)質(zhì)合成分解、各營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化釋放、土壤養(yǎng)分保持狀況等息息相關(guān)。土壤酸堿度常用pH值表示，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)的土壤酸堿度一般分為5級(jí)，強(qiáng)酸性、酸性、中性、堿性、強(qiáng)堿性。酸堿度也是影響土壤養(yǎng)分是否有效的重要因素，一般而言，土壤在pH6～7的微酸環(huán)境下養(yǎng)分是最高的，也是最有利于植物生長(zhǎng)的。

測(cè)試方法一般為：稱取10g順利通過2mm孔徑篩孔的風(fēng)干土壤樣品，將其放置于50ml的高型燒杯中，并在其中加入25ml的無二氧化碳的水，再用磁力攪拌器攪拌5min后靜置30min至2h，隨后再將pH電極插入溶液中，待讀數(shù)穩(wěn)定后讀取pH值。

（二）土壤堿解氮的化驗(yàn)分析

測(cè)定土壤中堿解氮的含量，能準(zhǔn)確反映出土壤近期的供氮水平。

測(cè)試方法：稱取經(jīng)過處理的土樣1g，并將其均勻平鋪于擴(kuò)散皿外室，并在平鋪土樣中加入1g鋅-硫酸亞鐵還原劑，在擴(kuò)散皿內(nèi)室中加入3.0ml20g/L硼酸指示劑溶液。同時(shí)，工作人員還要在擴(kuò)散器皿的邊緣口處涂抹阿拉伯膠，使毛玻璃能與擴(kuò)散皿邊緣完全粘合，在此基礎(chǔ)上打開一條狹窄的縫隙，在此處外室滴入10.0ml1.8mol/L氫氧化鈉溶液，立即蓋嚴(yán)毛玻璃，充分混合外事溶液與土壤樣品，固定毛玻璃，放在烘箱中于40℃保溫24h，使水解態(tài)氮經(jīng)堿解轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，由硼酸溶液吸收，用0.01mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定內(nèi)室溶液，由藍(lán)色變?yōu)樽霞t色，即為終點(diǎn)。

在開展滴定操作時(shí)，化驗(yàn)人員必須謹(jǐn)慎操作，運(yùn)用玻璃棒將擴(kuò)散器皿中溶液攪勻，避免出現(xiàn)溶液外濺問題。

（三）土壤有效磷的化驗(yàn)分析

有效磷，是指土壤中可被植物吸收利用的磷的總稱。

酸性土壤樣（pH＜7.5）中的有效磷，用0.03mol/L的NH4F-0.025mol/L HCl浸提劑浸提，利用F-在酸性溶液中配合Fe3+和Al3+的能力，陸續(xù)激活、釋放土壤中活性較強(qiáng)的磷的鐵鋁鹽。浸出液中的磷用電感耦合的等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定。

可以使用0.5mol/L碳酸氫鈉溶液（pH8.5）浸潤(rùn)提取石灰性土壤（pH＞7.5）中的有效磷，有效抑制鈣離子的活性使其沉淀出現(xiàn)碳酸鈣，使某些活性較大的磷酸鈣（Ca2-P）得以溶解被浸提出來，部分比較活性的Fe-P、Al-P起水解作用而浸出。用發(fā)射光譜法測(cè)定浸出液中的磷用電感耦合的等離子體。

相比其他元素檢測(cè)而言，有效磷檢測(cè)對(duì)溫度條件要求較高，無論是溫度過高還是過低，都會(huì)影響有效磷檢測(cè)結(jié)果，造成化驗(yàn)結(jié)果誤差擴(kuò)大。根據(jù)以往化驗(yàn)結(jié)果來看，將檢測(cè)溫度控制在25±1℃左右，化驗(yàn)樣品中的有效磷成分最接近真值，誤差范圍也是最小的。因此，在檢測(cè)有效磷成分時(shí)，化驗(yàn)人員必須做好溫度控制前提工作，才能對(duì)土壤物質(zhì)中有效磷進(jìn)行檢測(cè)，保障有效磷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。例如，為了確保檢測(cè)溫度的穩(wěn)定性，化驗(yàn)人員可采用恒溫檢測(cè)空間，優(yōu)化有效磷檢測(cè)環(huán)境，也能提升土壤化驗(yàn)結(jié)果精度。

（四）土壤有機(jī)質(zhì)的化驗(yàn)分析

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤養(yǎng)分的重要組成部分，也是農(nóng)作物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)的來源之一。土壤有機(jī)質(zhì)含量高，可改善土壤物理性質(zhì)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分分解，有利于提高土壤保肥性和緩沖性作用。因此，在土壤有機(jī)質(zhì)檢測(cè)中，可采用重鉻酸鉀氧化加熱的方式，將重酸鉀氧化劑和硫酸加入土壤樣品中，利用高溫油浴加熱，至土壤溶液沸騰5分鐘后，硫酸-重鉻酸鉀氧化土壤中的有機(jī)碳，剩余的重鉻酸鉀用二價(jià)鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)重鉻酸鉀量的實(shí)際消耗來計(jì)算土壤中含有的有機(jī)碳數(shù)量，從而換算出土壤有機(jī)質(zhì)含量。若土壤中含有少量的氯，則加入少量的Ag2SO4以使Cl-沉淀，但需要注意的是Ag2SO4的用量不能過多也不能多少，一邊約為0.1g了，過多，則會(huì)生成Ag2Cr2O7沉淀，進(jìn)而影響滴定效果；過少，則無法呈現(xiàn)出有效的沉淀。在測(cè)定土壤中的有機(jī)質(zhì)時(shí)，必須要使用已經(jīng)風(fēng)干的樣品，這是因?yàn)闆]有經(jīng)過風(fēng)干的土壤中含有大量的Fe2+、Mn2+及其他還原性物質(zhì)，對(duì)重鉻酸鉀的消耗較大，使得實(shí)際的結(jié)果高于正常值，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在加熱過程中出現(xiàn)CO2起泡時(shí)并不是沸騰的真正表現(xiàn)，而是試管內(nèi)溶液表面開始沸騰，工作人員要從此時(shí)開始計(jì)算時(shí)間，盡量使各項(xiàng)沸騰標(biāo)準(zhǔn)保持一致，在此基礎(chǔ)上再使其繼續(xù)保持沸騰5min。根據(jù)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，評(píng)估土壤樣品的營(yíng)養(yǎng)含量，再根據(jù)農(nóng)作物種植需求，調(diào)節(jié)有機(jī)質(zhì)含量，確保有機(jī)質(zhì)含量與土壤肥力呈正相關(guān)關(guān)系，為農(nóng)作物種植提供營(yíng)養(yǎng)保障。

（五）土壤鉀的化驗(yàn)和分析

土壤當(dāng)中鉀主要指的是速效鉀，這種鉀素存在于土壤當(dāng)中，會(huì)被農(nóng)作物有效吸收，有利于作物的生長(zhǎng)和發(fā)育。對(duì)于速效鉀的存在，實(shí)際是衡量土壤鉀素供應(yīng)能力的關(guān)鍵指標(biāo)，因此，若要了解和分析土壤的實(shí)際加含量，以及鉀含量帶來的效應(yīng)和作用，也就可以進(jìn)行土壤鉀的化驗(yàn)和分析，指的也就是進(jìn)行速效鉀的化驗(yàn)和分析。根據(jù)具體的化驗(yàn)和分析結(jié)果，可以幫助實(shí)施鉀肥。具體的化驗(yàn)和分析方法如下：以中性1mol/L乙酸銨溶液為浸提劑，銨離子與土壤膠體表面的鉀離子進(jìn)行交換，連同水溶性鉀離子一起進(jìn)入溶液。浸出液中的鉀可直接用ICP-OES測(cè)定。稱取5.0g精確到0.01g通過2mm篩孔的風(fēng)干土樣于浸提瓶中，加50mL1mol/L乙酸銨溶液，加塞振蕩30min，用干濾紙過濾，濾液用ICP-OES直接測(cè)定。

（六）陽離子交換量的化驗(yàn)分析

對(duì)于土壤而言，其本身具有一定的肥力，但是對(duì)于農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育，往往需要更多的肥力支持，因此需要對(duì)土壤進(jìn)行施肥操作。然而，施肥之后，并非就能直接達(dá)到相應(yīng)施肥效果，要想達(dá)到預(yù)期的施肥效果，更是需要土壤自身具有一定的保肥能力，也就是關(guān)于施肥之后，土壤自身的陽離子交換量，會(huì)直接影響肥力的釋放，若是陽離子交換量不足，則施肥之后肥力下降就較快。所以，需要重視和提升土壤的保肥能力，主要也就是提升土壤自身的陽離子交換量。實(shí)際上，也更是存在一些影響因素：

（1）土壤膠體類型；

（2）土壤質(zhì)地越細(xì)，其陽離子交換量越高。

陽離子交換量的測(cè)定：稱取通過1mm篩孔的風(fēng)干土樣2.00g，質(zhì)地較輕的土壤稱5.00g，放入100ml離心管中，沿壁加入少量1mol/L乙酸銨溶液，用橡皮頭棒攪拌土壤，使其成為均勻的泥漿狀態(tài)；再加乙酸銨溶液至總體積約60ml，并充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后用乙酸銨溶液洗凈橡皮玻棒，溶液收入離心管內(nèi)。

將離心管成對(duì)放在粗天平的兩托盤上，用乙酸銨溶液使之質(zhì)量平衡。平衡好的離心管對(duì)稱放入電動(dòng)離心機(jī)中，離心3～5min，轉(zhuǎn)速3000～4000r/min。每次離心后的清液收集在250mL容量瓶中，如此用乙酸銨溶液處理2～3次，直到浸出液中無鈣離子反應(yīng)為止（檢查鈣離子：取浸出液5mL，放在試管中，加pH10緩沖溶液1mL，再加入少許K-B指示劑，如呈藍(lán)色，表示無鈣離子；如呈紫紅色，則表示有鈣離子）。最后用乙酸銨溶液定容，保留離心清液B用于測(cè)定交換性鹽基。

往載土的離心管中加入少量95%的乙醇，用橡皮頭玻璃棒攪拌土樣，使其成為泥漿狀態(tài)，再加入乙醇約60mL，用橡皮頭玻璃棒充分?jǐn)嚢杈鶆颍员阆慈ネ亮１砻娑嘤嗟囊宜徜@，切不可有小土團(tuán)存在。然后將離心管成對(duì)放在粗天平的兩個(gè)托盤上，用乙醇使之質(zhì)量平衡，并對(duì)稱放入離心機(jī)中，離心3～5min，轉(zhuǎn)速3000～4000r/min，棄去乙醇溶液。如此反復(fù)用乙醇洗2～3次，直到最后一次乙醇清液中無銨離子為止。

洗去多余的銨離子后，先用水沖洗離心管外壁，再往離心管中加入少量水，并攪拌成糊狀，再用水將泥漿洗入凱氏瓶中，并用橡皮頭玻璃棒擦洗離心管內(nèi)壁，使全部土樣轉(zhuǎn)入凱氏瓶中，洗入水的體積應(yīng)控制在50～80mL。蒸餾前往凱氏瓶?jī)?nèi)加入數(shù)滴液體石蠟和1g左右氧化鎂。立即把凱氏瓶裝在蒸餾裝置上。

將盛有20ml的20g/L硼酸溶液和3滴混合指示劑的接收瓶，放入蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾，待蒸餾體積達(dá)到80ml后，取下接收瓶，用0.025mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，并記錄用量。每份土樣做不少于兩次的平行測(cè)定，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

四、結(jié)語

通過分析測(cè)土配方施肥中土壤化驗(yàn)的必要性，明確土壤化驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作內(nèi)容，總結(jié)出土壤pH、速效鉀、有效磷、堿解氮和有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量等成分的化驗(yàn)方法，為農(nóng)業(yè)種植提供參考。在土壤化驗(yàn)技術(shù)支撐下，不僅優(yōu)化土壤施肥比例，保障肥料營(yíng)養(yǎng)配比的科學(xué)性，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供充足養(yǎng)分，還能保障農(nóng)作物生長(zhǎng)質(zhì)量，有效降低肥料成本，對(duì)提升農(nóng)業(yè)種植整體經(jīng)濟(jì)效益非常有利。