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土壤分析中如何避免土壤采样误差?

2019.5.05

土壤分析是判断土壤养分、水分、肥料等情况的重要手段,那么应该怎样进行土壤采样,怎么进行分析测定,分析结果如何应用等等都需要专业的知识来讲解。

采集土壤样品和土样的分析测定是保证分析结果准确性的同等重要的两个方面,在某种意义上,采样的重 要性甚于分析测定,因为,分析测定尚有一定规范可循而土壤采样至今还没有一项完整和科学的具体规定。采样者往往是根据自己的主观认识来选择采样方式,决定 采样点和采样数量,更值得提出的是这种采样的代表性缺乏严格的验证标准,势必造成极大-的或然率。

如两名采样者同时进入一块耕地,采集耕层土壤样品测定土壤水分,其结果相差值比水分测

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定允许误差可能高达几倍。因此,如所采土样的代表性不强,分析测定方法再好,分析结果精度再高,也都不可能正确反映土壤中的实际养分状况,甚至得做出矛盾的结果。

这些年来,土壤地理、土壤勘测、土壤研究、农业科技人员有时不满意分析人员所提供的分析结果,感到野外实际观测,或者栽培实验结果和相对的分析数据不符,分析结果难以应用,土壤的采样误差是不能排除的。

调查表明,耕地土壤的耕作层养分不匀率的变是非常显著的。在同是草甸白浆土的相邻的荒地和耕地上,采集土样,分析其主要养分结果,如表1

从荒地土壤和耕地土壤养分不均匀率的对比中,看到耕地土壤的养分不均匀率提高,除全氮基本保持一致 外,其它分析项目均有变化,有机质不均匀率由0.04提高到0.16,水解氮由0.054提高到0.14,速效磷由0.11提高到0.37,最为突出。如 果不注意到这个变化,仍然按荒地土壤的采样方法在耕地土壤上采样,必将导致加大采样误差,失掉采样代表性。

为了进一步验证耕地土壤养分不均匀率的现状,曾在一般肥力的耕地草甸黑土上进行采样,分析研究。

在调查的耕地上,以等距离方格法,单点采集土壤样品50个,单独以相兰法分析其速效磷,五十点样品 速效磷分析结果如表2,表2中次序是采样点的实际位置。50点速效磷分析结果的均值仅2.349毫克/百克土,极差(R)4.51,方差(52)1.1, 不均匀率(CV)0.348

这块耕地的速效磷分析结果最高是4.73毫克/百克土,最低是0.42毫克/百克土,相对差值12倍。最高分析结果的相对误差为59%,最低分析结果的相对误差为82%,比土壤化学分析速效磷的允许误差大约几十倍!

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在表2右下角倒第2行,有四个相邻的结果,分别为3.034.270.22.74毫克/百克土,假如,采样于任何一点上,分析速效磷其结果将不能代表该耕地的实际养分状况。同时也证明,耕地土壤养分分布状况是极不均匀的,速效性养分尤其严重。

采样代表性是个相对的概念,为了使代表性增大,混合采样点就要多些,本着科学和实际可能,采样点终归是有限度的,如何根据实验和分析要求确定采样数量,因为这方面的工作做得不多,尚需继续探讨。

还以表2中,50点速效磷分析结果为例,分别以510152025303540点分 析结果。各随机组合10次,相应证明在这块耕地中,分别采集5点、10点、以至40点,到多少点平均机率比较接近真值(平均值)。通过上述分析结果的数 理统计,可初步得出如表3的趋势。

3中,五点采样分析结果的平均值,进行一百次统计分析结果,高于平均值(真值)十。93,低于平均值(真值)1.355点和10点间的极差(R)幅度为一0.421。点和15点间的极差(R)幅度为0.515点和20点间极差(R )幅度为一0.44,而20点和25点间的极差(R)幅度显著变小,采样点继续增加也无更大变化。如图1

为验证上述统计分析的趋势,通过一百次统计结果的频数分布分析加以确证。

因为平均是2.345毫克/百克土,可以认为在2.02.5毫克/百克土间近似平均值范围,在此 范围内出现频数越多,其采样伐表性越好。假设,每次只采五点混合样品进行分析,在一百次中,仅有43次可能接近平均值,有9次机会不是高于3.0毫克/百 克土,或者低于1.5毫克/百克土。

25点混合样品进行分析,一百次中将有85次机会在平均值附近,即接近真值。

在采集速效性土壤分析样品时,如果在面积较大的地块内,应根据土壤类型变化,耕作层状况,栽培作物和生长势,水分物理性状,地形变化等条件划分采样小区,等距离方格法,单点采案土土壤分析中采样是个相当复杂的问题,根据土壤类型,分析目的有所不同,采取不同的采样方法,上述介绍有很大的局限性,只是初步的探讨,全面解决采样问题,尚须土壤工作者努力工作。


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