第一章　土壤樣品的采集和制備

正確的采集和制備土壤樣品對(duì)于實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果能否確切地反映野外土壤實(shí)

際情況具有重要意義。

1.1　土壤樣品的采集

1.1.1　位置選擇

采樣位置應(yīng)遠(yuǎn)離道路、圍墻、老的村莊及其他可能造成土壤特性錯(cuò)亂的場(chǎng)地。

若采集單個(gè)土體的重復(fù)樣品，兩個(gè)重復(fù)樣點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)不同制圖比例尺的要

求相隔一定距離，且不在土壤圖上的同一個(gè)圖斑范圍內(nèi)。若按橫切斷面采樣，則必

須注意使所要測(cè)驗(yàn)的變量在考慮其他變量之后能得到充分評(píng)定，所采集的各單個(gè)

土體應(yīng)具有可比性。為了擴(kuò)充以某一中心位置為重點(diǎn)研究所取得的數(shù)據(jù)，可以采

集衛(wèi)星式單個(gè)土體，這些單個(gè)土體相互間距依賴于所進(jìn)行測(cè)驗(yàn)的性質(zhì)不同可能為

幾米或幾千米。

1.1.2　單個(gè)土體樣品采集

挖剖面分層取樣，一般剖面寬1m，長(zhǎng)2m，深度應(yīng)為1.2～20m。若母質(zhì)層出

現(xiàn)在離土表1.2m深之內(nèi)，則應(yīng)挖至母質(zhì)層；若石質(zhì)接觸面或準(zhǔn)石質(zhì)接觸面出現(xiàn)

在離地表1.2m深以內(nèi)，就挖至石質(zhì)接觸面或準(zhǔn)石質(zhì)接觸面。若需要評(píng)定和描

述大于剖面的單個(gè)土體，則用打鉆或挖對(duì)照剖面加以補(bǔ)充。側(cè)向均一的單個(gè)土

體，每層采集樣品寬度應(yīng)為30～50cm。每個(gè)樣品應(yīng)代表每個(gè)土層的全部橫斷面

的土壤，每層取土2～3kg，裝入塑料袋或布口袋中，填寫2張標(biāo)簽，注明單個(gè)土

體編號(hào)、地點(diǎn)、土壤名稱、層次、深度、日期及采集人，1張放入土樣袋中，另1張

結(jié)在袋口，扎緊袋口以防土樣泄漏。供測(cè)定容重和水分吸持的土塊應(yīng)該采自每

個(gè)土層的中心位置，供制備薄片的土塊則應(yīng)從形態(tài)特征表現(xiàn)明顯的部位采樣。

土塊先放入塑料袋內(nèi)，然后再裝在堅(jiān)固紙盒中，以便運(yùn)輸。若某單個(gè)土體的發(fā)生

土層沿側(cè)面方向呈現(xiàn)不連續(xù)，或其厚度或某些形態(tài)特征表現(xiàn)程度有顯著變化，則

應(yīng)從該單個(gè)土體的不同部分（或土壤剖面上不同部位）分別采樣。從土坑底部開

始，向上逐層采樣，以減少污染。

若有＞20mm的巖屑存在，需按1.1.3所述的方法采樣。對(duì)于差別明顯的土

壤物質(zhì)，應(yīng)估計(jì)各個(gè)組成分所占的比例，并記載入單個(gè)土體的描述中。若有必要，

可分別采取各個(gè)組成分的樣品。若形態(tài)上可識(shí)別的發(fā)生土層厚度在單個(gè)土體上部

＞30cm或在單個(gè)土體下部＞60cm，則應(yīng)細(xì)分亞層采樣，并考慮土壤分類系統(tǒng)的需

要?jiǎng)澏▉唽咏缦蕖?/span>

1.1.3　具有巖屑的土壤樣品采集

“巖屑”是指土壤中粒徑為2mm或更大，但其水平闊度小于單個(gè)土體大小的

部分�！皫r屑”與“粗碎塊”的含義并不相同，粗碎塊是指土壤中粒徑為2～250mm

的部分，它不包括＞250mm的石塊和巨礫。

對(duì)于具有巖屑的土壤需按下列2種方法中的任意一種進(jìn)行估測(cè)采樣。

（1）體積估測(cè)

目測(cè)估計(jì)＞250mm，75～250mm及20～75mm的巖屑各占土壤總體積的比例

（mL?L-1），并記載入單個(gè)土體描述中，然后采取＜20mm部分的樣品2～3kg，并

裝入密封閉氣的塑料袋中，以便測(cè)定田間水分含量，計(jì)算各級(jí)粗碎塊的體積含量。

（2）質(zhì)量估測(cè)

目測(cè)估計(jì)并記載＞75mm部分占土壤總體積的比例（mL?L-1）。先取

＜75mm部分的樣品15～20kg，稱重，過篩，分出其中20～75mm部分并稱其質(zhì)量，

記載20～75mm和＜75mm部分的質(zhì)量，再從＜20mm部分中采取2～3kg樣品，

裝入密封閉氣的塑料袋中，以便測(cè)定田間水分含量，計(jì)算各級(jí)粗碎塊的質(zhì)量含量。

1.1.4　沼澤土樣品采集

若土壤已被排干或自然水位在地表以下，則上部土層的樣品可以通過挖剖面

采取。在水位下面的原狀土樣用泥炭鉆采取。若原狀土塊可以完全無損地取出，

則可用鋒利的小刀切削，采取測(cè)定容重的樣品，或切削至恰好與裝樣鐵皮盒或鋁盒

一樣大小，然后裝入盒中。

水位下面各土層的大量樣品則以豎桿用的掘洞器采取。先去除地面鋪墊物，

后用豎桿掘洞器采取下部土層樣品。把各層土樣排在塑料布上，經(jīng)驗(yàn)對(duì)后，立即裝

入塑料袋，以手搓揉樣袋驅(qū)出空氣，扎緊袋口，再套上另一個(gè)塑料袋，扎緊袋口，結(jié)

上標(biāo)簽。軟爛的原狀土樣可用泥炭鉆采取。

1.2　土壤樣品的制備

土壤機(jī)械組成包括巖屑和細(xì)土兩大部分，其詳細(xì)劃分如表1.1所示，通常按不

同需要取其中某一部分或全部進(jìn)行樣品制備。

表1.1　土壤機(jī)械組成

名　稱粒徑／mm

巖屑部分

　　石塊、巨礫

　　粗碎塊　　　　　大

　�。ㄊ�礫）　中

　小

極小

＞250

75～250

20～75

5～20

2～5細(xì)土部分

　　砂粒　　　　　極粗

　粗

　中

　細(xì)

極細(xì)

　　粉粒

　　黏�！〈�

　細(xì)

1～2

0.5～10.25～0.50.1～0.250.05～0.10.002～0.050.0002～0.002＜0.00021.2.1　細(xì)土（＜2mm）樣品

野外采回的土壤樣品應(yīng)及時(shí)攤放在托盤或干凈紙張上，挑去植物根莖殘?bào)w及

磚瓦片等侵入體，進(jìn)行風(fēng)干，適宜溫度為30～35℃，不得置于陽光下直接曝曬。把

風(fēng)干的土樣放在木板或塑料板上用圓木棍碾碎，然后通過10號(hào)篩（2mm），反復(fù)進(jìn)

行，使土塊全部碾碎過篩。若在土樣中有鐵錳結(jié)核、石灰結(jié)核、鐵子或半風(fēng)化體則

不能用木棍碾碎，應(yīng)細(xì)心揀出稱重，保存?zhèn)溆�。�?duì)于具有巖屑的土壤樣品應(yīng)在風(fēng)干

前把野外采回的濕潤(rùn)土樣稱重，并按2.4所述的方法分離出粗碎塊，測(cè)定計(jì)算其含

量，并保存?zhèn)溆谩?/span>

經(jīng)風(fēng)干過篩的細(xì)土（＜2mm）樣品充分混勻后盛于廣口瓶?jī)?nèi)。再根據(jù)化學(xué)分

析項(xiàng)目的不同要求，按四分法取一部分已通過10號(hào)篩的土樣進(jìn)一步研磨，使其全

都通過60號(hào)篩（0.25mm）為止，并從通過60號(hào)篩的土樣中取一部分繼續(xù)研磨，使

其全部通過100號(hào)篩（0.149mm）為止。研磨過篩后的樣品混勻后，即可裝瓶或裝

袋，并貼上標(biāo)簽，寫上號(hào)碼。瓶?jī)?nèi)或袋內(nèi)的樣品應(yīng)保存在樣品架上，盡量避免日光、

高溫、潮濕、酸堿氣體等的影響，否則會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2.2　含碳酸鹽的土壤樣品

對(duì)于含碳酸鹽的土壤樣品可以預(yù)先經(jīng)過去除碳酸鹽處理，然后再進(jìn)行分析測(cè)

定。下面介紹用酸性乙酸鈉緩沖液（pH5）去除土壤樣品中碳酸鹽的方法。

（1）方法

用寬約15cm的纖維質(zhì)包裝套制成滲析膜口袋，底部用寬橡皮帶扎緊，裝入土

樣（若為非礫質(zhì)且高含石灰質(zhì)的土樣，需裝6kg）；加1LpH5的1mol?L-1NaOAc

緩沖液，滲析袋的上口圍繞一根長(zhǎng)10cm的玻璃排氣管扎緊，把整個(gè)滲析袋裝置懸

掛在盛有60L緩沖液的塑料桶里。若碳酸鹽正在進(jìn)行溶解作用，可搓揉滲析膜口

袋，使CO2氣泡逸出。當(dāng)搓揉滲析膜口袋沒有CO2氣泡形成時(shí)，打開滲析膜袋口，

并用強(qiáng)酸檢驗(yàn)粗顆粒上碳酸鹽包被物（在粗顆粒上碳酸鹽保留時(shí)間較長(zhǎng)）；若土樣

已沒有碳酸鹽，就把滲析膜口袋裝置移到另一大塑料桶內(nèi)用自來水流連續(xù)洗滌脫

鹽，通過玻璃排氣管取出少量清液，測(cè)量其電導(dǎo)，檢查滲析膜口袋內(nèi)的離子濃度，繼

續(xù)滲析，直至鹽分濃度＜1cmol?L-1為止。

按土樣在用緩沖液處理之前是否去除＞2mm的顆粒，采用不同干燥土樣的方

法。若已去除，在滲析膜口袋中用濾管抽吸去除多余的水分，搓揉滲析膜口袋，混

勻土樣，并把它放置于酒精中，使其進(jìn)一步脫水，然后，從滲析膜口袋中取出土樣，

進(jìn)行風(fēng)干。若用緩沖液處理的土樣尚含有＞2mm的顆粒，則用10號(hào)篩（2mm）把

土樣進(jìn)行濕篩，然后將留在篩面上（＞2mm）的樣品再進(jìn)行干篩，并把篩下來的

＜2mm部分與由濕篩分離出來的＜2mm部分放在一起，用濾管去除大部分水分

后，再用酒精把土樣轉(zhuǎn)移到淺盤上進(jìn)行風(fēng)干。酒精可以防止在干燥過程中黏粒團(tuán)

聚成為穩(wěn)固的薄片結(jié)構(gòu)物。

（2）說明

去除碳酸鹽所需的時(shí)間，依顆粒大小、碳酸鹽種類和含量及樣品量多寡而變化

很大，受碳酸鹽強(qiáng)烈膠結(jié)的發(fā)生層土壤樣品需要2個(gè)月。緩沖液中堿土金屬離子

的濃度明顯地影響著去除碳酸鹽的速率，在緩沖能力未被消竭之前，經(jīng)常更換塑料

桶內(nèi)緩沖液，使其中堿土金屬離子維持在低濃度水平，可明顯增加去除碳酸鹽的速

率。脫鹽通常約需4天。

對(duì)于碳酸鹽?膠結(jié)的發(fā)生層土壤，全部樣品并不都是＜2mm的顆粒，必須用緩

沖液處理。對(duì)于沒有碳酸鹽膠結(jié)的發(fā)生層土壤，全部樣品用緩沖液處理也具有洗

滌＞2mm的粗骨部分，去除黏附其上的細(xì)小顆粒和有機(jī)物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于非礫質(zhì)的發(fā)生層土壤，需用大量樣品（約幾千克）進(jìn)行緩沖液處理，因?yàn)槠?/span>

＜2mm部分的數(shù)量少，同時(shí)，使用大量樣品也增加＞2mm部分含量比例的準(zhǔn)

確性。

1.2.3　碳酸鹽固結(jié)的含粗碎塊土壤樣品

把野外采回的土樣搗碎混勻，用4分法分成若干份亞樣品。取1份亞樣品稱

重后，用酸性乙酸鈉緩沖液（pH5）處理，去除碳酸鹽，并把粗碎塊與細(xì)土部分分開，

兩部分再分別稱重，用無碳酸鹽細(xì)土部分進(jìn)行物理、化學(xué)和礦物學(xué)測(cè)定；另取1份

亞樣品全部研磨，使其通過60號(hào)篩，測(cè)定其中碳酸鹽含量（質(zhì)量）。

上述所測(cè)出的各項(xiàng)質(zhì)量可用來計(jì)算細(xì)土部分CaCO3含量，可以把無碳酸鹽細(xì)

土為基礎(chǔ)的各項(xiàng)分析結(jié)果數(shù)值換算為以全部土壤為基礎(chǔ)的或含碳酸鹽細(xì)土為基礎(chǔ)

的數(shù)值。

1.2.4　粗碎塊（2～20mm）樣品

（1）2～20mm樣品

把從1.2.1分離出的2～20mm粗碎塊用機(jī)器粉碎至＜2mm。

（2）＜2mm樣品

把上述由粗碎塊（2～20mm）粉碎為＜2mm的樣品與從1.2.1中分離出的細(xì)

土（＜2mm）樣品充分混勻而成。

1.2.5　全部土壤樣品

野外采回的土壤樣品攤放在托盤上，置于30～35℃溫度下，進(jìn)行風(fēng)干，然后，

用機(jī)器粉碎，使全部樣品通過10號(hào)篩（2mm）。

1.3　黏粒（＜0.002mm）樣品的制備

土壤中黏粒樣品制備的目的在于提純黏粒，分析其化學(xué)成分和鑒定礦物組成，

其方法是以斯托克斯定律為基礎(chǔ)，利用土粒在靜水中沉降規(guī)律，將＜0.002mm的

黏粒部分收集起來（參見土壤顆粒組成的測(cè)定）。

1.3.1　主要儀器設(shè)備

特制虹吸管、陶瓷濾管、瑪瑙研缽等。

1.3.2　試劑

同土壤顆粒組成的測(cè)定2.1.1.2。

1.3.3　操作步驟

（1）稱樣

一般稱取通過2mm孔徑篩的風(fēng)干土樣約30g（如樣品質(zhì)地偏砂，可稍增加其

稱量）于400mL高型燒杯中。

（2）去除碳酸鹽

去除方法參見土壤顆粒組成的測(cè)定2.1.1.3（2），待樣品中碳酸鹽全部分解

后，繼續(xù)用0.05mol?L-1HCl溶液處理，但要改換用陶瓷濾管抽氣過濾清洗，直至

濾液中無鈣離子存在，隨后再換用水繼續(xù)抽氣過濾清洗，洗盡氯離子。

（3）去除有機(jī)質(zhì)

去除方法參見土壤顆粒組成的測(cè)定2.1.1.3（3）。

（4）制備懸液

①加分散劑，煮沸分散。將上述去盡碳酸鹽及有機(jī)質(zhì)的樣品，用少量水轉(zhuǎn)移

到有柄瓷蒸發(fā)皿中，分散劑一般為20g?L-1Na2CO3溶液50mL（也可用其他分散

劑來達(dá)到改善分散效果）。再加水至250mL，加蓋表面皿，放置于電熱板上加熱煮

沸，沸騰后保持15min。也可采用振蕩分散方法。

②過洗篩、定容。將煮沸分散的懸液，通過0.05mm孔徑篩，用水把＜0.05mm

的土粒全部洗入1L高型燒杯（事先在杯外壁，距底起分別劃3cm、5cm、15cm三條標(biāo)

記線，圖1.1），加水定容至15cm標(biāo)記線，篩上＞0.05mm粒徑的顆粒部分一般可棄

去。如果需要測(cè)定＞0.05mm砂粒部分的元素含量，可將其轉(zhuǎn)入鋁盒烘干，稱重，

保留。

（5）黏粒分離

①用帶橡皮頭的玻棒攪拌1min，使懸液均勻分布。攪拌停止，即為開始沉降

時(shí)間，記錄時(shí)間，并蓋上表面皿，在沉降過程中，需測(cè)記3次液溫，取其平均值，計(jì)算

黏粒（＜0.002mm）提取時(shí)間（參見土壤顆粒組成的測(cè)定表2.3）。

②在規(guī)定吸取時(shí)間前30s，將虹吸管輕輕插入懸液，到預(yù)定深度，到時(shí)打開活

塞抽吸懸液于5L磨口試劑瓶中