土壤屬性參數(shù)常規(guī)法測定值與速測法測定值相關(guān)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(guī)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(jìn)行了對比分析測試。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，兩種方法測試土壤硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)結(jié)果間均具有較好的線性相關(guān)性。速測法平行測試的結(jié)果有較高的精密度和穩(wěn)定性，但不同時(shí)間測試結(jié)果的精密度和穩(wěn)定性較差。常規(guī)法測試結(jié)果的精密度和穩(wěn)定性仍然優(yōu)于速測法。

關(guān)鍵詞：土壤測試；常規(guī)法；速測法；相關(guān)性；精密度

中圖分類號：S14-33 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)的發(fā)展，土壤屬性參數(shù)的測試方法在土壤常規(guī)測試法的基礎(chǔ)上，已研究創(chuàng)新出了多種方法。一種是化驗(yàn)室常規(guī)儀器設(shè)備條件下應(yīng)用常規(guī)前處理過程的土壤常規(guī)測試法，也稱為土壤測試經(jīng)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(yīng)儀器稱之為“速測儀”；此外，還有M3法[4]和ASI法[5]等。

中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，土壤肥力評價(jià)、測土配方施肥和田間試驗(yàn)研究等，多年來一直主要采用的是土壤常規(guī)測試法測定土壤屬性參數(shù)，常規(guī)法是日常研究與應(yīng)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(guī)化驗(yàn)室條件較差的情況下，有一定的應(yīng)用。本研究中，選取6種典型土壤樣品，運(yùn)用常規(guī)法和速測法同時(shí)測定土壤屬性參數(shù)，探討這兩種方法的關(guān)聯(lián)性、精密度和穩(wěn)定性及應(yīng)用范圍，為實(shí)際應(yīng)用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 測試儀器設(shè)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(guī)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(yàn)室測試過的參比樣。均為風(fēng)干樣品。按常規(guī)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(yàn)室常規(guī)法測試推薦值見表1。

1.3 測試屬性（項(xiàng)目）與方法

每樣分別按常規(guī)法和速測法測試土壤硝態(tài)氮（NO3-N：mg/kg）、有效磷（P：mg/kg）、速效鉀（K：mg/kg）和有機(jī)質(zhì)（%）4個(gè)項(xiàng)目。各項(xiàng)目按速測法測試3次，第一次測試8 d后進(jìn)行第二次測試，再2 d后進(jìn)行第三次測試。其中第一次用常規(guī)法進(jìn)行同步測試。每次每樣每項(xiàng)均平行測試5次。

土壤硝態(tài)氮常規(guī)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(guī)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(guī)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(jī)質(zhì)常規(guī)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(jié)果與分析

2.1 常規(guī)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(guī)法和速測法的測試值之間均存在一定的比例關(guān)系，但不同項(xiàng)目和同一項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)（相對標(biāo)準(zhǔn)偏差）[6]，變異系數(shù)均在5%以下；但總體來看，速測法平行測試值的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)高于常規(guī)法。其中硝態(tài)氮速測法測試的平均值均低于常規(guī)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(guī)法，既有偏高又有偏低的現(xiàn)象，平均比值（Y/X）為0.931，有效磷常規(guī)測試的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)低于速測法；速效鉀各土樣速測法平均值均不低于常規(guī)法平均比值（Y/X）為1.312；有機(jī)質(zhì)速測法測試的平均值均不同程度高于常規(guī)法，平均比值（Y/X）為0.589，有機(jī)質(zhì)常規(guī)測試的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)低于速測法。

2.2 常規(guī)法與速測法測試值線性相關(guān)性分析

表3是以各土樣的常規(guī)法測試值為因變量，以速測法測試值為變量，按所測項(xiàng)目分別進(jìn)行回歸分析和F檢驗(yàn)線性關(guān)系顯著性結(jié)果表[6]。分析結(jié)果表明，按常數(shù)項(xiàng)不為零時(shí)進(jìn)行回歸分析和F檢驗(yàn)，各測試項(xiàng)目的常規(guī)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(guān)性。其中硝態(tài)氮、速效鉀和有機(jī)質(zhì)3個(gè)項(xiàng)目達(dá)到了極顯著（99%）的線性相關(guān)性，有效磷達(dá)到了顯著（95%）的線性相關(guān)性；按常數(shù)項(xiàng)為零時(shí)進(jìn)行回歸分析和F檢驗(yàn)，硝態(tài)氮、速效鉀兩個(gè)項(xiàng)目達(dá)到了極顯著的線性相關(guān)性，有效磷達(dá)到了顯著的線性相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)則沒有達(dá)到顯著的線性相關(guān)性?？梢娝鶞y項(xiàng)目按速測法的測試值可按一定線性回歸方程轉(zhuǎn)換為常規(guī)法測試值，硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀3個(gè)項(xiàng)目的速測法測試值也可直接按一定系數(shù)轉(zhuǎn)換為常規(guī)法測試值。

2.3 土壤屬性常規(guī)法與速測法測試值精密度對比分析

2.3.1 土壤屬性常規(guī)法精密度分析 表4是各土樣按常規(guī)測試法2004年不同化驗(yàn)室不同測試時(shí)間及本次同一化驗(yàn)室5次平行所測土壤有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)3個(gè)項(xiàng)目的測試平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果?？梢钥闯觯敬瓮翗訙y試平均值均在2004年測試推薦平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，且本次測試值的標(biāo)準(zhǔn)偏差均不高于2004年不同化驗(yàn)室不同測試時(shí)間測試值的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)[4]。各土樣所測屬性參數(shù)值的絕對相差或相對相差均在允許相差范圍內(nèi)。說明土壤常規(guī)法測試值是毋庸置疑的經(jīng)典方法，具有較高的精密度、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，也說明風(fēng)干土樣中有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)實(shí)際含量也是比較穩(wěn)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(gè)時(shí)間段平行測試值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)，除速效磷結(jié)果較為一致外，其他3個(gè)土壤屬性參數(shù)均存在較大偏差。不同時(shí)期3次測試平均值的變異系數(shù)絕大多數(shù)大于2004年7月不同化驗(yàn)室常規(guī)法測試的平均值的變異系數(shù)。進(jìn)一步將速測法所測值進(jìn)行方差分析和線性回歸分析（表6），可見硝態(tài)氮3個(gè)時(shí)間段測試結(jié)果間存在99%的線性相關(guān)性；有效磷3個(gè)時(shí)間段測試結(jié)果間也存在99%的線性相關(guān)性，且方差分析顯示3次測試結(jié)果間無顯著差異；速效鉀方差分析顯示3個(gè)時(shí)間段測試結(jié)果無顯著差異，而第二次和第三次隔兩天間的測試結(jié)果存在99%的線性相關(guān)性[6]；有機(jī)質(zhì)則不僅方差分析三次測試結(jié)果間存在顯著差異，且第二次和第三次隔兩天間的測試結(jié)果沒有達(dá)到95%的線性相關(guān)性。說明所測4個(gè)土壤屬性參數(shù)中，按速測法測試土壤有效磷具有較好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，精密度高；測試土壤硝態(tài)氮、土壤速效鉀和土壤有機(jī)質(zhì)則穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較差，精密度較低。

3 結(jié)論與探討

1）同一實(shí)驗(yàn)室同一時(shí)間段采用土壤常規(guī)法和速測法測試土壤硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)4個(gè)參數(shù)，兩種方法均具有較高的精密度。但土壤常規(guī)法測試的精密度比速測法要高。

2）土壤常規(guī)法和速測法測試土壤硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)結(jié)果具有較好的線性相關(guān)性，所測項(xiàng)目按速測法的測試值可按一定線性回歸方程轉(zhuǎn)換為常規(guī)法測試值。

3）同一土樣按常規(guī)法不同時(shí)期（相隔一年）測試，所測土壤有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)均具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，精密度高，說明風(fēng)干土樣經(jīng)較長時(shí)間存放，土樣中有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)實(shí)際含量是比較穩(wěn)定的。

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

5）兩種測試方法測定結(jié)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(jìn)一步研究與應(yīng)用。尤其是在土壤常規(guī)化驗(yàn)室條件不具備或不完善的情況下，可作為土壤測試的替補(bǔ)方法。

6）在生產(chǎn)實(shí)踐中，土壤速測法測試值的應(yīng)用（如土壤肥力評價(jià)和推薦施肥等）可從兩個(gè)途徑進(jìn)行應(yīng)用。一是建立土壤速測法測試值應(yīng)用指標(biāo)體系或模型。目前土壤速測法測試值應(yīng)用研究尚不充分，經(jīng)營速測儀的廠商或研發(fā)機(jī)構(gòu)，有的建有應(yīng)用指標(biāo)體系或模型，有的則沒有。建有指標(biāo)體系的也缺乏生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，尚需進(jìn)一步進(jìn)行田間試驗(yàn)研究；二是基于本測試分析兩種方法的95%以上的線性相關(guān)性，速測法測試值可轉(zhuǎn)換為常規(guī)法測試進(jìn)行應(yīng)用。生產(chǎn)實(shí)踐中，直接應(yīng)用速測值參照常規(guī)測試值所建立的指標(biāo)體系或模型，指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)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。

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