土壤分析在協(xié)助農業(yè)生產施肥中的重要作用

　　一、前言
　　在科學發(fā)展的進程中，各個學科之間是相互關聯(lián)和相互促進的。如化學、物理、生物科學促進了土壤肥料科學的發(fā)展，而土壤學和肥料學的研究，也豐富了化學、植物生理學和環(huán)境科學等的內容。
　　同樣，科學的發(fā)展和工農業(yè)生產的提高，也是密切相關的。如我國人民早在四千多年前就知道有機肥（糞肥和種豆）肥田的作用，因而有機肥很早就在農業(yè)生產上應用了。又如化肥工業(yè)是在德國農業(yè)化學家李比希1840年發(fā)表“化學在農業(yè)和植物生理學上的應用”一書中，提出礦質營養(yǎng)學說后興起的。隨后，1842年英國開始生產過磷酸鈣，1870年歐洲首次制取鉀化肥，1919年開始大量生產合成氨。隨著肥料的大量生產和應用，使化肥在提高土壤肥力、調節(jié)植物營養(yǎng)和增進農業(yè)產量及品質方面起著巨大作用。
　　因此，每當我們憧憬著農業(yè)現(xiàn)代化美好未來的時候，就會聯(lián)想到如何加速化肥在農業(yè)生產上所起的作用，以加快農業(yè)的迅速發(fā)展。因此，我們就必須研究土壤、肥料、植物三者之間的相互關系。為了深入進行這方面的研究，掌握土壤分析儀的使用技巧，利用土壤分析的手段則是極其重要的。
　　二、土壤分析對化肥生產使用的重要性
　　隨著世界人口不斷增加，對糧食等產品的需要也與日俱增，過去二十年（]967、197T）中，全世界的耕地面積只增加一億三千萬公頃，大體相當于目前總耕地面積（十五億公項）的9多，但同一時期中世界人口由二十八億增加到四十億，增加了40萬，因此，擴大耕地面積增加的糧食只能養(yǎng)活四億人口，另有八億人口的糧食，有賴于提高單產。由于糧食等作物需要從上壤中吸收各種養(yǎng)分來進行生長和發(fā)育，所以就有必要了解土壤中養(yǎng)分狀況，從而生產相應需要的化肥，業(yè)進行合理施肥，才能更好地利用、改造土壤，以滿足作物高產的需要。但土壤中各種養(yǎng)分既摸不著，又看不見，這就需要使用化驗手段來進行診斷。如日本農民在施肥前，要請土肥機構化驗土壤，開處方到化肥公司去購買所需化肥。又如羅馬尼亞，如果農業(yè)生產單位沒有土壤養(yǎng)分圖等資料，就得不到化肥的供應。
　　另一方面，化肥雖然可以補充土壤以植物需要的養(yǎng)料，是農業(yè)增產的一項重要措施，且近幾十年來化肥生產和消費量都在迅速增長，發(fā)展速度差不多是十年翻一番，但根據長期田間試驗，發(fā)現(xiàn)氮肥的利用率只有30~70%,磷肥和鉀肥利用率（第一年）分別為6~25%和40~70%,差距很大。如果我們把1978年我國化肥（按有效成份計算）產量八百多萬噸的利用率提高10拓，就等于增加八十多萬噸化肥。若以每斤化肥多增產1、2斤糧食計算，就可為國家增產二、三百億斤糧食，所以提高化肥的利用率已迫切地提上了議事日程。
　　我們知道，施肥于土中，需要經過在土壤中貯藏與轉化，以供作物有效地吸收和利用，而這些過程的進行又與土壤性質和養(yǎng)分狀況密切相關。所以通過土壤普查與化驗，才能了解土壤情況，生產作物所需要的化肥，而后對“癥”施治，因上施肥，這樣就可提高化肥的利用率。
　　近年來，國際上對土壤普查和分析化驗很為重視，如羅馬尼亞對全國土壤每隔2、3年就要分析化驗一次，一年進行化驗土壤200、30D萬標本次。朝鮮全國土壤普查已進行第三次，他們在普查中分析化驗了土壤1000萬標本次左右，業(yè)且動員有分析能力的單位都搞土壤化驗。他們利用化驗資料合理施肥，使不同上壤基本苗生長一致，達到大面積均衡增產。加之，他們通過土壤普查，摸清土壤資源，擴大耕地面積，達到改良土壤，使糧食產量迅速提高，由糧食不足，發(fā)展到自給有余。
　　我國早在1958年就對全國土壤普查化驗過一次，以后近二十年未進行過這項工作。有些地區(qū)由于對土壤情況不明，化肥用量不少，但品種單一，不能做到因土施肥，因土種植，施肥存在很大盲目性，因而不可能做到科學種田，甚至施肥不當，造成很大浪費和減產。最近我國正在全國范圍內開展第二次土壤普查，這是搞農業(yè)現(xiàn)代化中一件大事，也是我們化肥工業(yè)戰(zhàn)線上的同志必須關心協(xié)助的工作
　　三、土攘分析
　　在土壤普查和化肥生產應用中，要化驗土壤那些理化性質呢？為什么要化驗這些性質，這些氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素在土壤中的狀況和動態(tài)如何？如何進行化驗？現(xiàn)簡單敘述如下。
　�。ㄒ唬┩寥蕾|地
　　土壤的固體骨架，基本上是由大小不同的礦物質顆粒所組成。一般根據顆粒直徑2毫米以下的土粒，從粗到細，分為砂粒（2、0.02毫米）、粉砂粒（0.02、0.002毫米）與粘粒（小于0.002毫米）三個粒組。通常即根據土壤中這些粒組的不同比例，劃分土壤質地，如砂壤土、壤土或粘壤土等。土壤質地是土壤重要的農業(yè)生產性狀，因為土粒大小不同，其理化性質也不一樣。據計算，1立方厘米體積的物體，細分至1立方毫微米，其總面積可增加至6000平方米。因此，土壤顆粒愈細，它的表面積和表面能也愈大，吸收性能也愈強。所以上壤中粘粒含量多，它的粘結性、吸水性和保肥性也較強。如土壤中砂粒含量多，則質地較粗，它的粘結性、吸水性與保肥性就差，而通透性較強，養(yǎng)分易流失而引起缺肥，對作物生長后期不利，故需要及時增施適量化肥，以供作物利用。
　　下面簡要介紹測定土壤質地的一種簡易比重計法。
　　稱取通過2毫米篩孔的干上50克，置瓷蒸發(fā)皿中，加0.6N草酸鈉分散劑，攪動后靜置半小時，用帶橡皮頭的玻棒研磨15分鐘，使土粒充分分散，然后倒入1000毫升沉降筒中，用蒸餾水沖洗器皿及玻棒，使土粒全部洗入沉降筒，再用蒸餾水定容至1000毫升，用攪拌棒上下攪動一分鐘，使懸液均勻分布，記錄開始時間，選定比重計讀數時間（見表1），將甲種比重計（土壤比重計），輕輕插入懸液中（在讀數前10、15秒放入），每次讀數皆以彎液面上緣為準。分別測出小于0.02毫米粒組的比重計讀數A和小于0.002毫米粒組的讀數B。

　　表1 測比重計讀數時間表
　　計算：
　　粘粒%=比重計讀數B/烘干土重×100
　　粉砂粒%=（比重計讀數A-比重計讀數B）/烘干土重×100
　　砂粒%=1-（粘粒%+粉砂粒%）
　　按各粒組含量%查圖1,可以決定質地名稱。如某土壤粘粒含量大于45%者屬于粘土。
　　又如另一土壤含粘粒6%,砂粒41%,粉砂粒53%,則屬于粉砂壤土。
　�。ǘ�）土壤有機質
　　有機質是土壤固相中除礦物質以外的一種有機化合物組成部分，它和礦物質緊密結合在一起。一般土壤中含有機質1~3%,其中約有85%的多為腐植質，它是土壤中動植物殘體經過微生物分解合成作用而形成的特殊高分子化合物。

　　圖1土城質地分類示意圖
　　土壤中有機質數量雖不多，但它的作用卻很大，是評價土壤肥力高低的一項重要指標，與生產化肥品種和施肥關系很大。它是作物養(yǎng)分的主要來源，也是土壤微生物活動的能量和營養(yǎng)的來源。它能提高土壤保水保肥性能，也能促進作物生長和緩沖土壤酸堿性的作用。業(yè)且它還能改善土壤的砂粘性和促進土壤團粒結構的形成。所以對缺少有機質的土壤，應施用有機肥（糞肥、綠肥）以及生產施用腐植酸類有機化肥，以增加土壤有機質，提高農作物產量。
　　現(xiàn)將重鉻酸鉀一硫酸氧化法測定土壤有機質含量的過程簡述如下：
　　準確稱取通過6D號篩孔的風干土0.1~0.5克于硬質試管中，加入0.5N重鉻酸鉀5毫升，再加6毫升濃硫酸，小心搖勻，管口加小漏斗，將試管插入180℃左右的油浴中加熱，使溶液沸騰6分鐘，稍冷后擦凈外壁油液，冷卻后將試管內溶物以水洗入250毫升三角瓶中，加水使瓶內總體積在70毫升左右（溶液酸度2、3N），然后加鄰啡呷琳指示劑3~5滴，用0.2N硫酸亞鐵溶液滴定，溶液由黃色經過綠色突變到棕紅色，即為終點。測樣品時，必須做空自試驗，即用純砂或灼燒過的土壤以代替土樣，其它手續(xù)均與上。述步驟相同。
　　計算：
　　有機質%=（V。一V）N×0.003/烘干土重×1.724×1.1×100
　　式中：
　　V。一為滴定空白試驗所用去硫酸亞鐵毫升數
　　V一為滴定土壤樣液所用去硫酸亞鐵毫升數
　　N一為硫酸亞鐵當量濃度
　　0.003一為1毫克當量碳的克數
　　1.724一由土壤有機碳換算成有機質的經驗常數
　　1.1一由此法測得的有機質只為實際含量的90%,故應乘以1.1以校正之。
　�。ㄈ�）氮
　　作物體中氨基酸、蛋自質、維生素、葉綠素、酶以及許多代謝化合物中均含有氮，故氮有生命元素之稱，為各種作物所必需。如氮肥用量不足，將影響作物生長發(fā)育，但是用量過多也不宜，這將會使作物體內纖維素、果膠等物質減少，而引起組織柔軟，容易倒伏，抗病抗逆性減弱，所以氮肥施用要合理。
　　土壤中全部氮稱為全氮，在土壤中約占0.1~0.2%,其中以有機氮為主，約占全氮的98%~99%。在有機氮中，腐植質和蛋自質中氮為遲效氮，需要經過微生物分解轉化后，作物才能利用。土壤中無機氮只占全氮的1~2%,主要包括氨態(tài)氮和硝態(tài)氮，它們含量雖少，卻是作物最易吸收的。另外，把短期內可以被作物利用的有機氮中的氨基酸和酞胺中氮與速效氮合講起來，稱為堿解氮，它的含量多少，能較好地反映供氮水平。
　　土壤中的氮很重要，一般情況，上壤中有機質多，全氮含量也相應較多，因此有機質臺量多少，也可作為全氮含鼠的參考。另外，山于土壤中堿解氮含量能一般地反映供氮水平，可以作為參考，以下簡單介紹一種化驗堿解氮的擴散吸收法。
　　稱取通過60號篩孔風干土2克和硫酸亞鐵粉劑1克，均勻鋪在擴散皿外室中（水稻土不必加硫酸亞鐵），在擴散皿內室中加2毫升2拓硼酸溶液，并加1滴定氮混合指示劑，然后在皿的外室邊緣，涂上特制膠水，蓋上毛玻璃，使與皿邊完全粘合，再慢慢轉開毛玻璃，露一狹縫，迅速加入10毫升1.5N氫氧化鈉溶液（水稻土加1.2N氫氧化鈉）于皿的外室中，立即蓋嚴。以水平方向輕輕地旋轉擴散皿，使溶液與土樣混勻，放入40℃烘箱中，24小時后取出，再以0.01N鹽酸標準溶液，用半微量滴定管滴定內室硼酸中所吸收的氨量，由蘭滴到微紅色。
　　計算：
　　堿解氮（毫克/100克土）一N×V×14/土樣重×100
　　式中：
　　N一標準鹽酸的當量濃度
　　V一滴定樣品時用去鹽酸毫升數
　　14-1毫克當量氮的毫克數
　�。ㄋ模┝�
　　磷是組成作物細胞核的主要成分，如核酸、磷脂與核蛋白中均含有磷。其中核酸是作物中很重要物質，沒有核酸就不能形成蛋白質，它不僅參與原生質及細胞器的組成，而且和代謝作用各個環(huán)節(jié)都有密切關系。又如核蛋白，它是生活細胞中極其重要的組成，它存在于細胞核和原生質中，與細胞分裂和生長的關系極為密切。另外，作物體巾貯存和調節(jié)能量的三磷酸腺普（ATP）中含有磷，其它許多重要的酶類也含有磷。所以作物休中蛋白質、碳水化合物的合成與運轉，能量的貯存與傳遞等，如果沒有磷參與是不能完成的。只有充足供應磷、核酸、核蛋白等才能正常形成，細胞分裂與生長才能正常進行。
　　土壤中全部磷的含量稱為全磷，它在土壤中約占0.1~0.2萬。其中有機磷約占全磷的25%左右，它必須經過微生物分解、轉化后，才能被作物吸收利用，故屬于遲效磷。另外，土壤中無機磷約占全磷的75%左右，其中大多數是難溶性磷，作物不能吸收利用，也屬于遲效磷。在無機磷中只有弱酸溶性磷和水溶性磷作物才能吸收利用，稱為速效磷，這種磷在土壤中含量雖很少，但作物易于吸收，所以能反映土壤供磷水平。土壤中遲效磷在各種酸和微生物作用下，也可分解轉化為速效磷。
　　土壤磷的供應水平，主要取決于速效磷的含量，所以對它的化驗更為重要。現(xiàn)簡單介紹一種測定速效磷的鑰蘭比色法。
　　取2克風干土放入三角瓶中，加10毫升0.6N碳酸氫鈉浸提液，再加小半匙活性炭（起脫色作用），塞緊，用力搖動10分鐘，過濾，取濾液4毫升放入試管，加1毫升鉑酸錢一鹽酸溶液，與標準溶液顯色同時，再加1~2滴氯化亞錫甘油溶液，搖勻，3~5分鐘顯色后，與標準色階比色讀數。或用光電計比色（光源波長660毫微米，或用紅色濾光片）。
　　計算：土壤速效磷（ppm）=讀數（ppm）×稀釋倍數
　　（五）鉀
　　鉀在作物體中一般呈離子態(tài)或可溶性鹽，是原生質和細胞液中主要陽離子，大部分集中在作物生長活躍的分生組織中。鉀對作物中很多酶反應起活化劑作用，能增強光合作用。與蛋白質、碳水化合物合成和運轉密切相關。另外，還能增強作物機械組織，使作物抗倒伏和抗病蟲害。
　　因此，鉀肥可使塊根塊莖作物提高淀粉含量，使油料作物增加油脂含量，使糖料作物增加蔗糖含量，使纖維作物產量和品質提高。近年來，隨著作物單位面積產量和復種指數不斷提高，土壤中可供作物利用的鉀已漸感不足。
　　土壤中全部鉀含量稱為全鉀，在土壤中含量占1~3%,其中礦物質鉀占全鉀的98%以上，它不溶于水，作物不能直接利用，屬遲效性鉀。土壤中還有代換性鉀和水溶性鉀，約占全鉀的1~2%,它可以供作物直接利用，屬速效性鉀，它一般能反映土壤供鉀水平。因此，現(xiàn)介紹一種四苯硼鈉法化驗速效鉀的簡單過程。
　　稱風干土2克于三角瓶中，加10%硝酸鈉浸提液10毫升，塞緊，振蕩10分鐘，過濾，吸取濾液5毫升放試管中，加5滴甲醛一EDTA混合掩蔽劑及10滴甘油，搖勻，加入四苯硼鈉液1毫升，溶液在PH5左右，搖勻（亦可稀釋5倍搖勻），放置6分鐘后，產生白色沉淀，與標準色階比濁，讀數。或在波長420、450毫微米或蘭色濾光片下，用光電比色，讀數。
　　計算：土壤有效鉀（ppm）=讀數（ppm）×稀釋倍數
　　除了以上介紹的分析項目外，還可根據當地需要，測定土壤的酸堿度（PH）、鹽分以及其它營養(yǎng)元素。近年來，隨著分析技術的不斷進展，對土壤和作物營養(yǎng)狀況的深入分析，引起人們對微量元素（硼、銅、鎂、錳、鉑、鐵、鋅等）肥料的生產和應用愈來愈重視。與施氮、磷、鉀肥一樣，微量元素肥料是否有效，關鍵也在于及時對土壤和植株進行診斷，找出缺素后，選擇生產適當品種的肥料，亞進行施肥補缺。另外，微量元素肥料也要在土壤中氮、磷、鉀等供應充足的基礎上應用，才能有增產效果。
　　四、結束語
　　根據以上所述，化肥與土壤分析化驗工作密切相關，在農業(yè)現(xiàn)代化進程中是很重要的一環(huán)。我們必須加強這方面的密切配合工作，結合土壤情況，結合農作物需要，發(fā)展化肥，生產化肥，合理施肥，從而為我國農業(yè)現(xiàn)代化創(chuàng)造有利的條件。