土壤屬性參數常規法測定值與速測法測定值相關性研究

李漢濤 黎慶容 劉軍仿 浣祎 彭文勇

摘要：采用土壤常規測試法和速測儀測試法，對6種典型類型土壤樣品的主要屬性進行了對比分析測試。統計分析結果表明，兩種方法測試土壤硝態氮、有效磷、速效鉀和有機質結果間均具有較好的線性相關性。速測法平行測試的結果有較高的精密度和穩定性，但不同時間測試結果的精密度和穩定性較差。常規法測試結果的精密度和穩定性仍然優于速測法。

關鍵詞：土壤測試；常規法；速測法；相關性；精密度

中圖分類號：S14-33 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）11-2727-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.11.044

Comparative Study on Soil Property Parameters Measured

by the Routine Method and Rapid Method

LI Han-tao，LI Qing-rong，LIU Jun-fang，HUAN Yi，PENG Wen-yong

（Tianmen quality farmland protection and fertilizer Authority， Tianmen 431700， Hubei， China）

Abstract：The routine and rapid method of soil property parameters were used in this study to analyze 6 kinds of typical types of soil samples. Statistical analysis results showed that results of soil nitrate nitrogen， available phosphorus，available potassium and organic matter measured by the two methods had good linear correlation. The parallel test of the rapid method had high precision and stability，but poor precision and stability in different time. The precision and stability of the routine method was still better than that of the rapid method.

Key words：soil test；routine method；rapid method；correlation；precision

隨著測試技術的發展，土壤屬性參數的測試方法在土壤常規測試法的基礎上，已研究創新出了多種方法。一種是化驗室常規儀器設備條件下應用常規前處理過程的土壤常規測試法，也稱為土壤測試經典方法[1，2]；另一種是用多功能土壤肥料快速測定儀的測試方法，一般稱之為“速測法”[3]，對應儀器稱之為“速測儀”；此外，還有M3法[4]和ASI法[5]等。

中國農業生產實踐中，土壤肥力評價、測土配方施肥和田間試驗研究等，多年來一直主要采用的是土壤常規測試法測定土壤屬性參數，常規法是日常研究與應用得最多的也是目前比較成熟的一種測試方法；作為一種新的測試方法，配套“速測儀”的“速測法”主要針對測土配方施肥，在常規化驗室條件較差的情況下，有一定的應用。本研究中，選取6種典型土壤樣品，運用常規法和速測法同時測定土壤屬性參數，探討這兩種方法的關聯性、精密度和穩定性及應用范圍，為實際應用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 測試儀器設備及試劑

TFW-Ⅲ型多功能土壤分析儀1臺，分析器皿及同批常規試劑若干，同批速測專用配套試劑1套。

1.2 供測土樣

土樣采用不同化驗室測試過的參比樣。均為風干樣品。按常規法制樣，每樣分0.25 mm和1 mm目樣品。樣品來源、土壤類型、不同化驗室常規法測試推薦值見表1。

1.3 測試屬性（項目）與方法

每樣分別按常規法和速測法測試土壤硝態氮（NO3-N：mg/kg）、有效磷（P：mg/kg）、速效鉀（K：mg/kg）和有機質（%）4個項目。各項目按速測法測試3次，第一次測試8 d后進行第二次測試，再2 d后進行第三次測試。其中第一次用常規法進行同步測試。每次每樣每項均平行測試5次。

土壤硝態氮常規法測試采用硫酸鈣-酚二磺酸比色法[2]，速測法采用醋酸-硝酸試粉比色法[3]；有效磷常規法采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法[1]，速測法采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[3]；速效鉀常規法采用醋酸銨提取-火焰光度法[1]，速測法采用硝酸鈉浸提-四苯硼鈉比濁法[3]；有機質常規法采用重鉻酸鉀容量法[1]，速測法采用水合熱-光電比色法[3]。

2 結果與分析

2.1 常規法與速測法測定值對比分析

從表2可以看出，所測土壤屬性采用常規法和速測法的測試值之間均存在一定的比例關系，但不同項目和同一項目不同土樣之間的比例及趨勢不盡相同；觀察各測試方法土樣平行測試值的標準偏差和變異系數（相對標準偏差）[6]，變異系數均在5%以下；但總體來看，速測法平行測試值的標準偏差和變異系數高于常規法。其中硝態氮速測法測試的平均值均低于常規法，偏低趨勢一致，平均比值（Y/X）為1.651；有效磷速測法測試平均值相比常規法，既有偏高又有偏低的現象，平均比值（Y/X）為0.931，有效磷常規測試的標準偏差和變異系數低于速測法；速效鉀各土樣速測法平均值均不低于常規法平均比值（Y/X）為1.312；有機質速測法測試的平均值均不同程度高于常規法，平均比值（Y/X）為0.589，有機質常規測試的標準偏差和變異系數低于速測法。

2.2 常規法與速測法測試值線性相關性分析

表3是以各土樣的常規法測試值為因變量，以速測法測試值為變量，按所測項目分別進行回歸分析和F檢驗線性關系顯著性結果表[6]。分析結果表明，按常數項不為零時進行回歸分析和F檢驗，各測試項目的常規法測試值與速測法測試值之間均具有顯著或極顯著的線性相關性。其中硝態氮、速效鉀和有機質3個項目達到了極顯著（99%）的線性相關性，有效磷達到了顯著（95%）的線性相關性；按常數項為零時進行回歸分析和F檢驗，硝態氮、速效鉀兩個項目達到了極顯著的線性相關性，有效磷達到了顯著的線性相關性，有機質則沒有達到顯著的線性相關性。可見所測項目按速測法的測試值可按一定線性回歸方程轉換為常規法測試值，硝態氮、有效磷和速效鉀3個項目的速測法測試值也可直接按一定系數轉換為常規法測試值。

2.3 土壤屬性常規法與速測法測試值精密度對比分析

2.3.1 土壤屬性常規法精密度分析 表4是各土樣按常規測試法2004年不同化驗室不同測試時間及本次同一化驗室5次平行所測土壤有效磷、速效鉀和有機質3個項目的測試平均值和標準偏差結果。可以看出，本次土樣測試平均值均在2004年測試推薦平均值的標準偏差范圍內，且本次測試值的標準偏差均不高于2004年不同化驗室不同測試時間測試值的標準偏差和變異系數[4]。各土樣所測屬性參數值的絕對相差或相對相差均在允許相差范圍內。說明土壤常規法測試值是毋庸置疑的經典方法，具有較高的精密度、重現性和穩定性，也說明風干土樣中有效磷、速效鉀和有機質實際含量也是比較穩定的。

2.3.2 土壤屬性速測法精密度分析 從表5可以看出，所測土樣本次3個時間段平行測試值、標準偏差和變異系數，除速效磷結果較為一致外，其他3個土壤屬性參數均存在較大偏差。不同時期3次測試平均值的變異系數絕大多數大于2004年7月不同化驗室常規法測試的平均值的變異系數。進一步將速測法所測值進行方差分析和線性回歸分析（表6），可見硝態氮3個時間段測試結果間存在99%的線性相關性；有效磷3個時間段測試結果間也存在99%的線性相關性，且方差分析顯示3次測試結果間無顯著差異；速效鉀方差分析顯示3個時間段測試結果無顯著差異，而第二次和第三次隔兩天間的測試結果存在99%的線性相關性[6]；有機質則不僅方差分析三次測試結果間存在顯著差異，且第二次和第三次隔兩天間的測試結果沒有達到95%的線性相關性。說明所測4個土壤屬性參數中，按速測法測試土壤有效磷具有較好的穩定性和重現性，精密度高；測試土壤硝態氮、土壤速效鉀和土壤有機質則穩定性和重現性較差，精密度較低。

3 結論與探討

1）同一實驗室同一時間段采用土壤常規法和速測法測試土壤硝態氮、有效磷、速效鉀和有機質4個參數，兩種方法均具有較高的精密度。但土壤常規法測試的精密度比速測法要高。

2）土壤常規法和速測法測試土壤硝態氮、有效磷、速效鉀和有機質結果具有較好的線性相關性，所測項目按速測法的測試值可按一定線性回歸方程轉換為常規法測試值。

3）同一土樣按常規法不同時期（相隔一年）測試，所測土壤有效磷、速效鉀和有機質均具有良好的重現性和穩定性，精密度高，說明風干土樣經較長時間存放，土樣中有效磷、速效鉀和有機質實際含量是比較穩定的。

4）同一土樣按速測法不同時期（相隔2～10 d）測試，所測土壤4個屬性，僅土壤有效磷具有較好的穩定性和重現性，土壤硝態氮、土壤速效鉀和土壤有機質則穩定性和重現性較差，精密度較低。這種不穩定性的因素可能與前處理方法、專用試劑和速測儀等的穩定性和可靠性有關。

5）兩種測試方法測定結果對比而言，土壤速測法并不是完全不可取的一種土壤測試方法，可作為一種土壤測試方法進一步研究與應用。尤其是在土壤常規化驗室條件不具備或不完善的情況下，可作為土壤測試的替補方法。

6）在生產實踐中，土壤速測法測試值的應用（如土壤肥力評價和推薦施肥等）可從兩個途徑進行應用。一是建立土壤速測法測試值應用指標體系或模型。目前土壤速測法測試值應用研究尚不充分，經營速測儀的廠商或研發機構，有的建有應用指標體系或模型，有的則沒有。建有指標體系的也缺乏生產實踐的檢驗數據，尚需進一步進行田間試驗研究；二是基于本測試分析兩種方法的95%以上的線性相關性，速測法測試值可轉換為常規法測試進行應用。生產實踐中，直接應用速測值參照常規測試值所建立的指標體系或模型，指導生產實際尚不成熟，還需更多土壤樣本測試分析以確定合適的線性回歸方程。

參考文獻：

[1] 農業部全國土壤肥料總站.土壤分析技術規范[M].北京：農業出版社，1993.

[2] 鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2000.

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[4] 席家軍.聶凱華.M3法對土壤有效磷鉀錳銅鋅鐵的聯合測定結果[J].甘肅農業科技，2007（7）：15-17.

[5] 楊俐蘋，金繼運，梁鳴早，等.ASI法測定土壤有效P、K、Zn、Cu、Mn與我國常規化學方法的相關性研究[J].土壤通報，2000，31（6）：277-279.

[6] 余家林.農業多元試驗統計[M].北京：北京農業大學出版社，1993.