(1)水溶态养分:土壤溶液中溶解的离子和少量的低分子有机化合物。
(2)代换态养分:是水溶态养分的来源之一。
(3)矿物态养分:大多数是难溶性养分,有少量是弱酸溶性的(对植物有效)。
(4)有机态养分:矿质化过程的难易强度不同。
根据植物对营养元素吸收利用的难易程度,土壤养分又分为速效性养分和迟效性养分。一般来说,速效养分仅占很少部分,不足全量的1%, 应该注意的是速效养分和迟效养分的划分是相对的,二者总处于动态平衡之中。
有效态养分一般是指能够被作物吸收利用的速效性养分。
标准物质(ReferenceMaterial,RM)是具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值,用以校准测量装置,评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。
成分分析标准物质是用于以化学的方法来校准评价的标准物质。
光谱分析标准物质就是用于以光谱分析为手段来进行评价校准的标准物质。
表63 土壤地球化学成分分析标准物质标准值(GSS1~8) Table63 Certified values of soil geochemical certified reference materials(GSS1—8)
续表(Continued)
文献(Literature):地球化学标准参考样研究组(1987),Xie et al(1989)。
含量单位除注明者外均为10-6(wB),“±”后的数据为不确定度,括号内的数值为参考值。
样品类型(Sample type):GBW07401,黑龙江省伊春市西林铅锌矿区上方暗棕壤,成土母岩为海西晚期花岗岩;GBW07402,内蒙古自治区四子王旗白乃庙栗钙土,成土母岩为志留系变质砂岩、千枚岩及石英闪长岩和斜长花岗岩;GBW07403,山东省莱州市焦家黄棕壤,为太古宙胶东群黑云斜长片麻岩的残坡积土;GBW07404,广西壮族自治区宜州市**石灰性粘性壤土,成土母岩为石炭系石灰岩、白云质灰岩、白云岩和带页岩夹层的泥灰岩;GBW07405,湖南省浏阳市七宝山矽卡岩型铜多金属矿区的残坡积黄红色粘性壤土,成土母岩为石英斑岩和花岗斑岩;GBW 07406,广东省阳春市多金属矿区**土壤,成土母岩为泥质页岩、石英砂岩及和花岗闪长岩;GBW07407,广东省徐闻县暗红色粘性壤土,成土母岩为新生代早期的橄榄玄武岩、拉斑玄武岩和凝灰岩;GBW07408,陕西省洛川县秦家寨浅**粉砂质土。
Concentration units are 10-6(wB)except remarked,data after“±”are uncertainties,data with brackets are reference values
一般来说,土壤是地球的最上层,我们在其上挖、犁,植物在其上能生长。土壤覆盖了陆地的大部分。一个地区土壤的类型依赖于许多因素,包括当地的气候和降雨、地形、水在本地区的运动、矿产成分和形成土壤的岩石碎片、栖息在土壤里的动物、生长在这里的植物、附近的人类活动等等。这些变化的因素使得每一种土壤具有特殊的混合成分。大部分土壤是如下物质的混合物:
(1)无机物——已经风化成沙、淤泥、黏土的小颗粒的岩石
(2)有机物——分解的植物和动物遗体和肥料,统称为腐殖质,来自于拉丁语的“earth”(土地)
(3)水
(4)空气
典型的菜园土可能包含45%的无机物,5%的有机物,25%的水分和25%的空气。如图所示。
土壤通常是分层的,最上面的一层是表层上,是能找到腐殖质、植物的根和活的动物(如微生物和蚯蚓)的地方。腐殖质越多,表层土越肥沃。在一些地方,例如一些森林的地面,有许多的腐殖质以至于形成一个在其他所有东西之上的一个隔离层。在表层土之下是下层土,它可能包含的黏土比率更大,含有的有机质更少。在下层土之下是风化岩石,再往下就是坚硬的岩床。
伴随着黏土和沙,许多土壤包含一定量的淤泥质。淤泥质比沙子更细,比黏土更粗糙,它经常被风和水带到离它的发源地很远的地方。淤泥质是农作物生产所需要的,是好土壤的重要的组成。如果没有淤泥质,沙和黏土土壤会变得坚硬而结实。
土壤是地球岩石最表层经亿万年风化和生物活动所形成的物质。迄今为止,绝大多数作物都是在土壤上栽培。土壤是生物圈、岩石圈、大气圈和水圈的交汇点。普通人常常认为土壤只是固体。其实,土壤由固体颗粒、土壤溶液和土壤空气三部分组成。土壤由固体颗粒构成有大小孔隙的土壤结构,土壤水分(溶液)占据土壤的中小孔隙,土壤空气占据土壤大孔隙。
土壤固体大颗粒称为砂粒,中等粒径的颗粒称为粉粒,细小颗粒称为粘粒。根据三种土粒含量不同,将土壤分为12类,其中较为典型的有三种:砂粒含量特别多的是砂土;粘粒含量特别多的是粘土;而砂粒、粉粒、粘粒三者比例相等的是壤土。壤土的土壤耕性最好,土壤水气比例最易达到理想范围,土壤温度状况也较易保持和调整,也就是说,壤土的土壤物理性质最理想。砂土往往气多水少,温度易偏高。粘土则水多气少,温度易偏低,紧实粘重。
土壤水气比例对土壤氧化还原电位有影响。土壤氧化还原电位影响土壤中一些微量元素的有效性。水多气少使土壤氧化还原电位降低,铁、锰等离子大多还原为有效态,但也容易从土壤中淋失。
土壤矿质颗粒和有机质颗粒都带负电,对土壤中的阳离子有吸附性。土壤粘粒所能吸附的盐基阳离子总量称为阳离子交换量,土壤粘粒上吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子不断进行交换,达成动态平衡。施肥或通过其它途径进入土壤溶液的养分阳离子大多先被土壤粘粒吸附,待植物根系吸收利用掉溶液中的养分阳离子时,被吸附的交换性阳离子再逐渐解吸释放进入土壤溶液,补充被吸收的部分。养分由土壤到植物的机理当然比这样简单的描述要复杂得多。
阳离子交换量中钙、镁、钾、钠四种碱性离子所占阳离子交换量的百分比叫做盐基饱和度。做盐基饱和度较高的土壤肥力较高,土壤pH值也较高。
土壤pH值包括土壤活性酸度和潜在酸度。土壤活性酸度土壤溶液中表观的H+活度,而潜在酸度与阳离子交换量(又称土壤缓冲能力)有关。
现在越来越强调土壤管理的重要性。土壤管理主要涉及对土壤物理性质的保护,同时兼顾土壤化学性质,与土壤耕性、土壤肥力和防止土壤侵蚀有关。
1分析方法及检出限
元素有效态分析,是指土壤中能提供可被植物吸收的营养元素的分析;元素可浸提性分析,是指土壤中可被植物吸收的重金属毒害性元素的分析。共分析了11 项指标:Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo的有效量和Cd、Hg、As、Pb、Se的可浸提取含量。各指标分析方法和检出限见表2-11。因需考虑土壤的酸碱性选择合理的浸提方法,故首先测定样品pH值,然后根据土壤样品的酸碱性选择不同的处理方法。
表2-11 土壤元素有效态及可浸提性分析方法和检出限
由于分析Cd、Hg、As、Pb、Se 5种元素浸提取含量时没有标样和监控样进行监控,且个别元素的检出限较低(尤其是Hg),无法达到规定的报出率,其分析数据主要用于相对含量高低的对比。
2质量监控
(1)准确度、精密度的监控
每一批分析样(50个号码)密码插入4个一级土壤标准物质(从GBW7412~7417中选出4个样品)与样品一起分析,并计算单个测定值与标准值(或推荐值)的绝对偏差(ΔC=Ci-CS)及相对偏差(RE=[(Ci-CS)/CS]×100),分别达到表2-12要求。合格率要求大于85%。达不到要求的,应对该监控批次样品进行重新分析。
表2-12 元素有效态和可浸提性分析质量监控限
(2)内检分析、异常点、密码抽查检查分析
随机抽取5%的样品(占样品总数的百分比)编成密码进行内检分析;每批试样分析完毕,根据样品含量抽取1%~3%的特高和特低含量的样品进行异常点抽查检查分析;全部样品分析完毕,由质量监督员随机抽取2%~4%(占样品总数)的样品,编成密码进行分析。
内检分析、异常点、密码抽查检查分析均计算基本分析与检查分析的相对偏差(RE=[(A1-A2)/(A1-A2)/2 ]×100)。其监控办法仍按表2-13 执行。合格率应大于90%。对超差的样品,应进行复验或扩检分析。
(3)空白试验
每一批样应进行2个空白试验,以控制空白的变化。
(4)系统误差的判断
在分析质量控制参数均合格后,可用t检验计算公式:
浙江省土壤地球化学背景值
一组试样重复分析的系统误差计算公式:
FRDi= RD测/RD允
浙江省土壤地球化学背景值
t检验判别系统误差存在显著性,应查明原因,进行必要的抽查和返工。
(5)绘制质量监控图
绘制标准物质日常分析质量监控图和单个标准物质日常分析质量监控图。
3质量评述
对元素有效态进行的三层套合计算结果见表2-13,从表中可以看出,所有的F1均大于临界值,反映出土壤元素地球化学背景场的变化起伏与采样和分析的误差存在显著差异,说明采样和分析误差不会掩盖或歪曲区域地球化学背景场的起伏与变化。F2值小于临界值则表明这些元素的误差以分析误差为主,反之则表明主要是由采样误差而引起的,但结合F1的检验结果及抽查结果(均大于95%)可以认定分析质量是良好的,能满足分析技术所规定的要求,分析数据可以利用。
表2-13 浙江省土壤元素有效态和可浸提性分析F检验计算结果
在每批样品中都较均匀地插入了一定比例的重复样,其相对偏差(RD)的计算结果见表2-14,从表中可以看出绝大部分元素的RD值没有超过20%,说明分析的重复性好,达到分析测试规范的要求。
表2-14 浙江省土壤元素有效态和可浸提性分析相对偏差计算结果 RD/%
分析质量的合格率是实验室内部的质量评估,是对所报分析数据的可靠性、合理性进行质量评估。各地区的不同样品的分析质量合格率计算结果见表2-15,从表中可以看出,全部分析质量的合格率均在90%以上,说明实验室的分析数据是可靠的。
表2-15 浙江省元素有效态和可浸提性分析质量合格率 合格率/%
土壤肥力分析:
1、农用地的肥力分析:
种植用地的肥力情况,肥力等级的检测分析。
2、耕地、农用地肥力破坏鉴定:
耕地遭受破坏之后的肥力鉴定分析。
土壤肥力分析鉴定技术标准:
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 18834-2002 土壤质量 词汇
NY/T 52 土壤水分测定法
NY/T 53 土壤全氮测定法(半微量凯氏法)
NY/T 86 土壤碳酸盐测定法
NY/T 87 土壤全钾测定法
NY/T 88 土壤全磷测定法
NY/T 295 中性土壤阳离子交换量和交换性盐基的测定
NY/T 395 农田土壤环境质量监测技术规范
NY/T 889 土壤速效钾和缓效钾含量的测定
NY/T 890 土壤有效态锌,锰,铁,铜含量的测定 二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法
NY/T 1119-2012 耕地质量监测技术规程
NY/T 11211 土壤检测 第1部分:土壤样品的采集、处理和贮存
NY/T 11212 土壤检测 第2部分:土壤pH的测定
NY/T 11213 土壤检测 第3部分:土壤机械组成的测定
NY/T 11214 土壤检测 第4部分:土壤容重的测定
NY/T 11215 土壤检测 第5部分:石灰性土壤阳离子交换量的测定
NY/T 11216 土壤检测 第6部分:土壤有机质的测定
NY/T 11218 土壤检测 第8部分:土壤有效硼的测定
NY/T 11219 土壤检测 第9部分:土壤有效钼的测定
NY/T 112113 土壤检测 第13部分:土壤交换性钙和镁的测定
NY/T 112114 土壤检测 第14部分:土壤有效硫的测定
NY/T 112115 土壤检测 第15部分:土壤有效硅的测定
LY/T 1229 森林土壤水解性氮的测定
LY/T 1233 森林土壤有效磷的测定
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