土壤分析意义

土壤分析对土壤学的发展有很大影响。早在19世纪中叶，德国化学家J.von李比希将经典的化学方法应用于土壤和植物分析，根据测得的结果，提出了植物矿质营养学说和归还学说，大大推进了土壤学的发展。在其后的100多年间，土壤分析的方法日益增多。至20世纪50年代末，许多自动化、半自动化分析仪器陆续应用于土壤分析。各种化学的和物理的传感器以及电子计算机和遥测装置也已逐步应用，土壤分析正步入一个新的发展时期。 2100433B

土壤是由固体、液体、气体三相共同组成的复杂的多相体系。土壤固相包括矿物质、有机质和土壤生物；在固相物质之间为形状和大小不同的孔隙。孔隙中存在水分和空气。

土壤以固体为主，三相共存。三相物质的相对含量，因土壤种类和环境条件而异。三相物质互相联系、制约，并且上与大气，下与地下水相连，构成一个完整的多介质多界面体系。

土壤分析土壤矿物质

土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。按其成因类型可将土壤矿物质分为两类：

一类是原生矿物，它们是各种岩石（主要是岩浆岩）受到程度不同的物理风化而未经化学风化而形成，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变，仅改变其形状为沙粒和粉沙粒；

另一类是次生矿物，它们大多数是由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。

在土壤形成过程中，原生矿物以不同的数量与次生矿物混合成为土壤矿物质。

1.原生矿物

原生矿物主要有石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等。

2.次生矿物

土壤中次生矿物的种类很多，不同的土壤所含的次生矿物的种类和数量也不尽相同。通常根据性质与结构可分为三类：简单盐类、三氧化物和次生铝硅酸盐类。如方解石（CaCO₃）、白云石[Ca、Mg(CO₃) ₂] 、石膏（CaSO₄·2H₂O）、褐铁矿(2Fe₂O₃·3H₂O和高岭石等。

土壤分析土壤有机质

土壤有机质是土壤中含碳有机物的总称。由进入土壤的植物、动物及微生物残体经分解转化逐渐形成。通常可分为两大类：一类为非腐殖物质，包括糖类化合物（淀粉、纤维素、半纤维素、果胶质等）、树脂、脂肪、单宁、蜡质、蛋白质和其他含氮化合物，它们都是组成有机体的各种有机化合物，一般占土壤有机质总量的10% ～ 15%；另一类是腐殖物质，是由植物残体中稳定性较大的木质素及其类似物，在微生物作用下，部分地被氧化而增强反应活性形成的一类特殊的有机物，它不属于有机化学中现有的任何一类。

土壤分析土壤水分

土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降水和灌溉。在地下水位接近地面（2～3m）的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。此外，空气中水蒸气遇冷凝成为土壤水分。

土壤水分并非纯水，实际上是土壤中各种成分和污染物溶解形成的溶液，即土壤溶液。因此土壤水分既是植物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向其它环境圈层（如水圈、生物圈等）迁移的媒介。

土壤分析土壤空气

土壤空气存在于未被水分占据的土壤空隙中。土壤空气组成与大气基本相似，主要成分都是N₂、O₂、CO₂。

土壤分析土壤化学分析

主要是测定土壤的各种化学成分的含量和某些性质。常见的测定项目有：土壤矿质全量测定（即测定硅、铝、铁、锰、钛、磷、钾、钠、钙、镁的含量），土壤活性硅、铝、铁、锰含量测定，土壤全氮、全磷和全钾含量的测定，土壤有效养分（铵态氮、硝态氮、有效磷和钾）含量测定，土壤微量元素含量和有效性微量元素（铁、硼、锰、铜、锌和钼）含量测定，土壤有机质含量测定，以及土壤酸碱度、土壤阳离子交换量、土壤交换性盐基的组成的测定等。其中土壤矿质全量、有机质含量、全氮量、有效养分含量、土壤酸碱度、阳离子交换量和交换性盐基组成等是必须进行测定的项目，故称土壤常规分析。其他测定项目则可根据分析目的取舍。20世纪30～40年代兴起的土壤测试，也可列入土壤化学分析范畴。

土壤化学分析方法很多，经典的方法有重量法、容量法和比色法。现代实验室多采用自动化、半自动化仪器进行土壤常规分析。这种实验室通常由4个系统组成：①样品半自动粉碎系统；②样品半自动提取系统；③由自动分析仪或流动注射分析仪、原子吸收/火焰发射光谱仪、pH自动分析仪和碳氮自动分析仪等组成的自动分析系统；④中央数据处理系统。土壤矿质全量分析常用能量色散 X射线能谱法或带电粒子活化分析仪或中子活化分析仪进行。采用此法，土壤样品无需经任何处理即可直接测定，从而避免了因化学处理而造成土壤样品中成分的损失或杂质的掺入及对土壤样品的稀释作用等缺陷。

土壤分析土壤物理分析

主要测定土壤中物质存在状态、运动形式以及能量的转移等。常见的测定项目有：土壤含水量、土水势、饱和和非饱和导水度、水分常数、土壤渗漏速度、土壤机械组成、土壤比重和土壤容重、土壤孔隙度、土壤结构和微团聚体、土壤结持度、土壤膨胀与收缩、土壤空气组成和呼吸强度、土壤温度和导热率、土壤机械强度、土壤承载量和应力分布以及土壤电磁性等。

土壤物理分析除经典方法外，多借助现代化仪器进行，如应用水银注入测孔仪测定土壤结构（孔径可小至5纳米）;应用磨片、光学技术及扫描电镜测定土壤结构的微域变化;应用带有电子计算机的中子-γ射线联用仪在田间直接测定土壤水分和土壤比重；应用气相色谱仪和三轴剪力仪分别测定土壤空气组成和土壤力学性质等。此外，各种型号的测温、测磁仪和土壤颗粒自动分析记录仪也为土壤物理分析提供了简捷而又精确的测试手段。

土壤分析技术规范有两个版本，其中第一版完成于1993年。之后在第一版的基础上，增加了一些新的内容，推出《土壤分析技术规范第二版》。《土壤分析技术规范第二版》一般作为实验室人员做实验时参考，提供土壤测试技术水平，实现规范化和标准化。

《土壤分析技术规范第二版》全书共分为24个章节，下面是《土壤分析技术规范第二版》全书索引。

土壤分析中测量不确定度，是指土壤分析技术广泛应用农业、工业、医学、环保和贸易等领域。由于一切测量结果都不可避免地具有不确定度，为了保证分析结果数据的质量和国际互认，承担土壤分析的检测和校准实验室必须按照国家标准的规定，在分析工作中建立和实施不确定度评定程序；在结果报告中提供结果数据的不确定度信息。

中国合格评定国家认可委员会（CNAS）颁布的《测量不确定度的要求》（2011）中指出：“检测实验室应有能力对每一项有数值要求的测量结果进行测量不确定度评估。当不确定度与检测结果的有效性或应用有关、或在用户有要求时、或当不确定度影响到对规范限度的复合性时、当测试方法中有规定时和CNAS有要求时（如认可准则在特殊领域的应用说明中有规定），检测报告必须提供测量结果的不确定度。”2100433B

1.土壤样品的采集和处理

1.1土壤样品的采集

1.2土壤样品的处理和贮存

2.土壤黏粒的提取

2.1方法提要

2.2应用范围

2.3主要仪器设备

2.4试剂

2.5分析步骤

2.6注释

3.土壤水分物理性质的测定

3.1土壤自然含水量的测定

3.2土壤最大吸湿水的测定

3.3土壤稳定凋萎含水量的测定

3.4土壤田间持水量的测定（维尔科克斯法）

3.5土壤毛管持水量的测定

3.6土壤饱和含水量的测定

4.土壤比重、容重、孔隙度的测定

4.1土壤比重的测定（比重瓶法）

4.2土壤容重的测定（环刀法）

4.3土壤孔隙度的计算

5.土壤颗粒分析

5.1吸管法

5.2比重计法

6.土壤有机质的测定

6.1油浴加热重铬酸钾容量法

7.土壤氮的测定

7.1土壤全氮的测定（半微量凯氏法）

7.2土壤水解性氮的测定（碱解扩散法）

7.3土壤铵态氮的测定（纳氏试剂比色法）

7.4土壤硝态氮的测定（酚二磺酸比色法）

8.土壤磷的测定

8.1土壤全磷的测定（氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法）

8.2土壤有效磷测定

8.3土壤无机磷的分级测定

8.4土壤磷酸吸收系数的测定

9.土壤钾的测定

9.1土壤全钾的测定

9.2土壤缓效钾的测定（硝酸提取-火焰光度法）

9.3土壤速效钾的测定（乙酸铵提取-火焰光度法）

10.土壤腐殖质组成及胡敏酸光密度的测定

10.1土壤腐殖质组成的测定

10.2胡敏酸光密度的测定

11.土壤pH、交换性酸和石灰需要量的测定

11.1PH值的测定（电位法）

11.2土壤交换性酸的测定（氯化钾交换-中和滴定法）

12.土壤阳离子交换量的测定

12.1乙酸铵交换法

12.2EDTA-乙酸铵盐交换法

12.3乙酸钙交换法

13.土壤交换性盐基组成的测定

13.1酸性和中性土壤交换性盐基组成的测定（乙酸铵交换法）

13.2不含盐和石膏的碳酸盐土壤交换性盐基组成的测定（氯化铵-乙醇溶液交换提取法）

13.3含盐和石膏的碳酸盐土壤交换性盐基组成的测定（乙醇洗盐、氯化铵-乙醇溶液交换提取法）

14.土壤水溶性盐的测定

14.1土壤水溶性盐的提取

14.2水溶性盐总量的测定

14.3碳酸根和碳酸氢根的测定

14.4氯离子的测定

14.5硫酸根离子的测定

14.6钙、镁离子的测定

14.7钠和钾离子的测定

14.8离子总量的计算

15.土壤碳酸盐和石膏的测定

15.1土壤碳酸盐的测定

15.2土壤中石膏的测定

16.土壤矿物全量分析

16.1样品的熔融与提取

16.2硅的测定

16.3铝的测定

16.4铁的测定

16.5钛的测定

16.6锰的测定

16.7钙、镁的测定

16.8钾、钠的测定

16.9全硫的测定

16.10磷的测定

17.土壤铜、锌、铁、锰的测定

17.1土壤全量铜、锌、铁、锰的测定

17.2土壤有效性铜、锌、铁、锰的测定

18.土壤硼、钼的测定

18.1土壤全硼的测定

18.2土壤水溶性硼的测定

18.3土壤全钼的测定

18.4土壤有效钼的测定

19.土壤不同形态铁的测定

19.1游离铁的测定

19.2无定形铁的测定

19.3络合态铁的测定

19.4土壤全铁的测定

20.土壤有效硫和有效硅的测定

20.1土壤有效硫的测定

20.2土壤有效硅的测定

21.土壤铅、镉、镍、汞、砷、铬、氟、硒的测定

20.1土壤铅、镉、镍的测定

20.2土壤汞、砷、铬、氟、硒的测定

22.土壤氧化还原性质的测定

23.土壤有效养分的联合浸提测定

24.实验室质量控制2100433B