酸堿性（pH）是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)之一，不僅影響土壤微生物活性，對土壤中養分存在的形態(tài)和有效性、土壤的理化性狀以及植物的生長(cháng)發(fā)育都有很大的影響。近10年來(lái)，隨著(zhù)化肥的施用量不斷增長(cháng)，土壤酸化問(wèn)題尤其嚴重。因此，找到一種能夠準確、快速的測定土壤pH對評估耕地質(zhì)量和制訂相應合理的改良措施具有重要指導作用。常用的pH測試方法主要有pH試紙、混合指示劑比色法和電極電位法?，F實(shí)過(guò)程中受測試精度和設備價(jià)格的限制，電極電位法因其快速、準確的獲取結果而被廣泛采用。截至目前為止，國內在科研和實(shí)際生產(chǎn)中土壤pH測定的主要依據是國家林業(yè)局1999年發(fā)布的《森林土壤pH的測定》（LY/T1239—1999）和農業(yè)部2006年發(fā)布的《土壤檢測》第二部分《土壤pH的測定》（NY/T1121.2—2006）以及農業(yè)部2007年發(fā)布的（NY/T1377—2007）等標準。

2005年，國際標準化組織發(fā)布了《土壤質(zhì)量-pH的測定》（ISO 10390：2005）的國際標準。比較土壤pH國際標準與國內標準測試方法的差異，主要表現在液土比大小、振蕩時(shí)間和靜置時(shí)間等的不一致（表1）。也有研究表明，使用不同的液土比對土壤pH進(jìn)行測試，通過(guò)對測試結果線(xiàn)性回歸是可以實(shí)現不同測定方法結果之間的數據轉換，但是目前采用國際國內2種標準測定不同耕地類(lèi)型土壤pH的比較分析尚未見(jiàn)報道，這也限制了國際標準在國內的廣泛應用。

表1國際和國內標準待測液制備條件差異

中國幅員遼闊，耕地面積約1.3億hm2，占國土面積的13.5%左右，作物種植和耕地類(lèi)型多樣，不同耕地類(lèi)型土壤的pH差異也很大，其表層土壤的pH為4.5~8.5。測定耕地土壤的pH多采用國內方法，不同研究采用的液土比不盡相同，主要采用2.5∶1和5∶1兩種，致使測定的結果之間存在差異；除此之外，耕地土壤內含物比較復雜，浸提靜置后，一些難溶性雜質(zhì)會(huì )懸浮在浸提液中對pH的測試造成一定的影響，長(cháng)期如此也會(huì )縮短測試電極的使用壽命，因此使用過(guò)濾手段降低這一因素的影響很有必要。本研究以中國幾種不同耕地類(lèi)型土壤為研究對象，使用國際和國內標準測定pH，分析比較2種標準之間的差異和相關(guān)性，增加浸提液過(guò)濾處理，對影響pH測定因素進(jìn)行分析探討，旨在為耕地土壤pH的測試提供指導，以期獲得一種詳盡、實(shí)用和重復性好的檢測方法。

1材料與方法

1.1樣品的采集與制備

不同地區耕地土壤樣品采集：每個(gè)耕地選取種植作物、基本均勻的耕地，布設5個(gè)50 m×50 m的樣地，每個(gè)樣地按“S”行布點(diǎn)取樣20份，采樣深度為0~20 cm，將20份土樣去除植物根系石塊，混勻后用四分法裝至樣品袋帶回實(shí)驗室分析。土壤樣品室內風(fēng)干，去除殘留的植物根系，壓碎后過(guò)2 mm篩保存。

1.2試驗設計

中國標準LY/T 1239—1999、NY/T 1121.2—2006和NY/T 1377—2007 3種土壤pH的測試方法與國際標準之間的差異主要是待測液制備條件的差異。本研究主要依據國際標準和國內標準（NY/T 1121.2—2006）的測定標準，以水為浸提液，分別設置了4組試驗，通過(guò)控制水土比、振蕩時(shí)間和測試液是否過(guò)濾研究影響pH測定結果的因素，比較2種標準測定結果之間的差異，具體試驗設計見(jiàn)表2。

表2試驗設計

1.3土壤pH的測定

國際標準采用量匙量取土壤。試驗用水為二級水標準并去除CO2，試驗溫度均控制在（20±2）℃，使用丹麥UnisensePH微電極測定，電極使用復合電極（LE438），每個(gè)土樣做3次重復，求平均值。

1.4數據處理

所有數據均用SAS 8.0分析，并用Excel 2007作圖。

2結果與分析

2.1水土比對土壤pH測定的影響

在改變水土比的條件下，不同耕地類(lèi)型土壤pH的測定結果見(jiàn)表3。從總體來(lái)看，當水土比從2.5∶1提高到5∶1時(shí)，相同前處理條件下從水稻土（南方）到水稻土（北方）pH分別平均增加0.10、0.07、0.08、0.05和0.10個(gè)單位。

2.2振蕩時(shí)間及測試液過(guò)濾對土壤pH測定的影響

在改變振蕩時(shí)間和測試液過(guò)濾條件下，不同耕地類(lèi)型土壤pH的測定結果經(jīng)方差分析表明，隨著(zhù)振蕩時(shí)間的增加，同種耕地類(lèi)型土壤，相同水土比條件下，無(wú)論浸提液是否過(guò)濾，各種耕地類(lèi)型土壤pH均未表現出明顯的變化（表3）。

表3不同水土比和振蕩時(shí)間下pH測定結果（平均值±標準偏差）

2.3 pH測定影響因素方差分析

雙因素方差分析（表4）顯示，依據試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的結果，土壤pH的測定主要受水土比的影響，振蕩時(shí)間和水土比之間無(wú)顯著(zhù)的交互作用。

表4影響因素方差分析

2.4國際和國內標準測定結果比較分析

2.4.1國際和國內標準土壤pH測定結果的比較國際標準測定不同耕地土壤pH的平均值與標準偏差分別為7.01±0.04、6.19±0.02、8.10±0.02、5.09±0.02和7.52±0.03，國內標準（NY/T 1121.2—2006）測試結果平均值與標準偏差分別為6.91±0.02、6.12±0.02、8.02±0.04、5.04±0.01和7.43±0.03，兩者標準測試的結果之間基本無(wú)差異（圖1）。

圖1國際和國內標準測定耕地土壤pH結果比較

2.4.2國際和國內標準測定結果相關(guān)性分析對使用國際和國內標準（NY/T1121.2—2006）的測定結果進(jìn)行相關(guān)性分析（圖2），結果表明2種標準的測定結果達到極顯著(zhù)相關(guān)（R2=0.999 2，P<0.000 1），其相關(guān)性方程為y=0.988 7x-0.001 6，表明這2種方法測試的數據可以進(jìn)行轉換。

圖2國際標準與國內標準測試結果相關(guān)性分析

3討論

土壤pH是影響土壤肥力的一個(gè)重要指標，其不僅影響土壤微生物活性，而且影響土壤理化性質(zhì)以及植被對土壤有效養分的吸收和利用。因此，準確測定土壤pH對耕地質(zhì)量的管理和評估具有重要意義。

本研究采用國際和國內（NY/T 1121.2—2006）標準測定不同耕地類(lèi)型土壤pH，對2種標準測定結果進(jìn)行比較分析，設置了不同水土比、振蕩時(shí)間和浸提液過(guò)濾過(guò)程，研究其對pH測定的影響。研究結果表明，只有液土比對土壤pH測定產(chǎn)生一些影響，但不顯著(zhù)，另外2個(gè)因素對土壤pH測定影響甚微。國際標準測定土壤pH采用體積比（水土比為5∶1），可以適用于所有類(lèi)型的種植土壤，而中國對土壤pH測試都使用質(zhì)量比，這樣勢必會(huì )增加一定的工作強度。

pH測試方法放入國際和國內標準中，對振蕩時(shí)間都有不同的要求，本研究結果表明，在5~60 min，振蕩時(shí)間對土壤pH測試沒(méi)有顯著(zhù)影響，因此，在分析大批量或者超大批量的土壤pH時(shí)，可以采用振蕩5 min即可滿(mǎn)足測試要求，縮短工作時(shí)間，提高工作效率。另外，由于耕地土壤內含物質(zhì)比較復雜，土壤樣品浸提后，一些難溶物，特別是漂浮的微小雜質(zhì)會(huì )對pH計的電極產(chǎn)生一定的干擾，從而降低pH計測試的精度，延長(cháng)儀器測試樣品的穩定時(shí)間。依據儀器工程師的使用建議，本研究增加了對浸提液進(jìn)行過(guò)濾的環(huán)節，同時(shí)也保證過(guò)濾和測試整個(gè)過(guò)程在120 min內全部完成。研究發(fā)現，浸提液過(guò)濾對土壤pH測試結果沒(méi)有任何影響，并且浸提液經(jīng)過(guò)濾后，測試液大部分處于澄清狀態(tài)，儀器測試穩定時(shí)間縮短，重復性好。

此外，溫度對土壤pH測試會(huì )產(chǎn)生較大的影響，國內標準對測試溫度沒(méi)有做詳細的規定，但國際標準在pH計的校正和測試環(huán)節均明確指出需在（20±2）℃條件下進(jìn)行，因此，國際標準在測試溫度方面的要求明顯高于國內標準。對使用國際和國內標準測定5種不同類(lèi)型耕地土壤pH測試結果進(jìn)行比較分析（圖1），其中果園、大棚西瓜和青稞地土壤從酸性到堿性，國際標準測定結果顯著(zhù)高于國內標準（P<0.05）。由此可見(jiàn)，酸堿性不同土壤使用不同的測試標準可能會(huì )影響到最終結果的可比性。本研究中，國際和國內標準測定結果達到極顯著(zhù)相關(guān)（R2=0.999 2，P<0.000 1），其相關(guān)性方程為y=0.988 7x-0.001 6，可以進(jìn)行2種方法結果的數據轉換。吳淑娟等于2018年使用國際標準（土水比1∶5）和國內標準（土水比1∶2.5）對5種不同的草地土壤pH進(jìn)行了比較研究，并建立了2種方法的線(xiàn)性回歸方程：y=0.946 8x+0.479 1（R2=0.998 8，P<0.000 1），為推進(jìn)土壤pH的測試使用國際標準提供了有力支撐。

4結論

國際標準適用于所有類(lèi)型耕地土壤pH的測定，與國內標準測定結果具有顯著(zhù)的相關(guān)性（R2=0.999 2，P<0.000 1），兩者之間可以進(jìn)行數據間的轉換。

振蕩時(shí)間和浸提液過(guò)濾對測定結果無(wú)顯著(zhù)影響，但浸提液經(jīng)過(guò)濾后，測試液大部分處于澄清狀態(tài)，儀器測試穩定時(shí)間縮短，重復性好，且對pH計的電極磨損降低，可以提高pH計電極的使用壽命。