土者，法天地而生萬物。土壤是萬物根源，是一張覆蓋在地球表面，有生命的毯子。除了大海的饋贈，我們的食物無一不來自土壤，然而大部分人對它知之甚少。我們腳下的這片土地有沒有被污染？健康程度如何？水土流失情況如何？結構有沒有變化？微生物環境怎么樣？重新認識土壤，是保護我們賴以生存的環境的關鍵。
2022年，我國正式啟動第三次全國土壤普查（以下簡稱“土壤三普”），普查對象包括全國耕地、園地、林地、草地等農用地和部分未利用地的土壤。目前這項工作已在福建全面鋪開一年有余，多地已進入外業剖面采樣工作環節——那么問題來了，什么是剖面采樣？這過程中又有哪些“福建經驗”？各方如何對質量控制進行精確把控？今天，我們一起聽聽來自福建土壤三普外業工作一線的專家聲音。
外業剖面診斷和采樣
看專家們給土壤現場“辦證”
外業土壤剖面測量現場。省農科院資源環境與土壤肥料研究所 供圖
“土壤普查，相當于給土壤辦‘身份證’，主要是了解土壤的理化性狀、發生學特征、肥力變化等。我們想知道一片土壤肥不肥、健不健康，僅僅在表層取樣是不夠的，還需要把它剖開來看，這里就涉及到土壤剖面診斷?！弊鳛榇舜胃＝ㄍ寥廊胀鈽I工作的技術領隊之一，省農科院資源環境與土壤肥料研究所副研究員王煌平表示，在確定一個外業采樣點后，外業團隊要先挖一個深1．2米的大坑，修整削平土壤的縱向切面再進行現場觀察、測量和拍照，根據國際通用的土壤發生學分類以及中國的土壤系統分類來給土壤劃分層級，分析描述每一層土壤的顏色、質地、特征以及生產性能等信息，以便以后更好地進行土地利用，這就是外業剖面診斷。
不同地貌景觀的土壤剖面顏色和質地也不一樣。省農科院資源環境與土壤肥料研究所 供圖
在省農科院資源環境與土壤肥料研究所展示的土壤剖面照片中，記者注意到各類土壤的顏色不盡相同，據王煌平介紹，土壤顏色的變化規律分為地帶性和非地帶性，其中地帶性土壤的顏色主要與經緯度和海拔有關。
“例如東北地區主要是黑土地，而到了南方地區就以紅土地為主。在我們福建，同樣300米的海拔，在閩南比較具有代表性的是赤紅壤，往閩北走則是紅壤，赤紅壤相對紅壤來說顏色更暗紅?！蓖趸推浇忉尩?，“海拔的高低也是影響土壤顏色的原因之一，比如你站在漳州的某座山上挖，200米海拔處是赤紅壤，到了500米可能變為紅壤，再到700米則是黃紅壤，繼續往上的話就是黃壤了。除了地帶性土壤外，還有非地帶性土壤，如水稻土、濱海鹽土、風沙土等，這些土壤顏色也各有其特點?！?/span>
說回外業工作，專家們現場給土壤“把脈問診”的同時，還要對土壤剖面進行采樣。采樣時需要按照剖面發生層順序，自下而上取樣。在每個發生層內部的水平方向上均勻布設幾個采樣條帶，除了采集每個發生層的土樣之外，也需采集每個土壤發生層容重樣品、土壤水穩性大團聚體樣品、紙盒土壤標本等。
遇到有代表性的土壤采樣點時，外業團隊要使用特制的剖面框來采集完整的土壤剖面標本?！捌拭婵蚴且粋€長1米、寬22厘米、高5厘米的長方形木框，我們將剖面框口緊扣在垂直剖面上，用木板貼住框背，以鐵錘敲打，使框體完全嵌入土體，再小心剝離，蓋上后蓋螺絲固定后帶回實驗室。”王煌平告訴記者，“福建春天多雨、夏天炎熱，秋冬季節算是最好的土壤采樣時間。”
如何在實驗室
揭開深層土壤里的“秘密”
當土壤樣品進入實驗室之后，專家們隨即展開三普內業工作環節。“剖面框里的土壤樣本先要削去表面多余的部分，晾干，最后環氧樹脂定型，這樣一個土壤剖面標本就完成了?！绷硪晃煌寥廊諏＜?、省農科院資源環境與土壤肥料研究所助理研究員栗方亮向記者展示了部分還在制作的土壤剖面標本。他表示，制備好樣品后，實驗室專家們再根據實際情況選用《第三次全國土壤普查土壤樣品制備與檢測技術規范》中推薦的檢測方法，對土壤進行理化性狀的檢測，這其中包括了物理、化學、微生物等多方面的檢測。
栗方亮展示還在制作中的土壤剖面樣本。海峽網記者 李牧晨 攝
物理檢測主要檢測土壤容重、水穩性大團聚體以及機械組成等，而化學檢測更是檢測環節的重點，共有30多項檢測內容。其中，氮、磷、鉀等養分含量較高的元素僅需一些傳統設備就能檢測，而另一些微量元素，如硅元素就需要用到鉑金坩堝，部分重金屬元素則要使用ICP－MS質譜儀之類更專業的設備來檢測。有的元素的檢測項目還包括該元素的有效態含量和全量，這里的有效態含量指的是能被植物吸收利用的元素含量。此外，檢測土壤中的微生物含量也是必不可少，這里就涉及到分子生物學方法。
那么問題來了，如何通過各種檢測來判斷土壤是否肥沃？
“首先看的是有機質，它是指以各種形態存在于土壤中的，所有含碳的有機物質。它能夠為作物的生長發育提供養分，改善土壤理化性質，促進土壤微生物活動。其次還要看耕作層的厚度、土壤疏松程度、整體養分的平衡度、土壤中微生物的健康水平、有益微生物占比、菌群豐富程度等。”栗方亮說，“這么多的檢測看似每項內容單一，其實都是相互關聯，只有詳盡的檢測才能幫助我們更全面、透徹地了解土壤里的秘密。”
為確保普查結果準確可靠
各環節的質量把控是關鍵
做好土壤普查工作，可以為土壤的科學分類、規劃利用、改良培肥、保護管理等提供科學支撐，也可以為經濟社會生態建設重大政策的制定提供決策依據。所以，普查結果的科學性和真實性尤為重要，為確保提交的數據、結果符合質量要求，保證土壤普查數據、文字、圖件、數據庫、樣品庫等準確可靠，全過程全方位的質量把控是關鍵。記者了解到，第三次全國土壤普查實施的是四級質量控制機制，即任務承擔單位內部質量保證與質量控制、縣級質量監督檢查、省級質量監督檢查和國家級質量監督檢查，落實四方責任。
首先是人員的“質控”，每位參與土壤三普工作的技術人員都需要經過專業培訓，經考試合格后才能持證上崗，這其中包括任務承擔單位內部質量控制和縣級、省級、國家級質控人員。然后是土壤普查規范的“質控”，土壤普查內業外業每一個環節國家都有制定詳細的工作規范，相應的場地、工具、工作流程等都要符合規范要求，工作人員必須嚴格按照規范來操作。
省土壤普查技術指導組質控組副組長張華告訴記者，外業調查采樣的質控內容包括取樣點位選擇、填報點位信息、采樣規范性等；內業制樣的質控內容包括制樣人員資質檢查、制樣場地檢查、工具檢查、流程檢查、已加工樣品檢查、制樣原始記錄檢查等，而內業檢測的質控內容則包括儀器設備配備和正常運行情況、檢測任務指標檢測技術規范操作情況以及內部質控記錄并對異常樣品開展復檢情況等。
在質控責任分工方面，各任務承擔單位負責落實樣品調查采樣、制備、保存、流轉和檢測等內部質量保證和質量控制，縣級土壤普查辦負責本區域外業調查填寫的資料數據100％審核和質量監督檢查，省級土壤普查辦組建的內外專家組和質量控制實驗室，負責本區域樣品制備、保存、流轉、檢測等質量監督檢查，以及現場監督檢查和數據審核。此還會有不定時的網絡質控，進一步規范操作，做到全國統一標準。最后，全國土壤普查辦組建的專家組會對各省級土壤普查辦上報資料數據再進行質量監督檢查。
“當年，土壤二普的老專家們在技術相對落后的條件下挖了幾萬個剖面，前后耗費20多年時間，用雙腳丈量出一份詳盡的土壤地圖。今天，土壤三普的團隊就是在他們留下的寶貴數據基礎上，繼續進一步調查完善。同時，前輩們也在積極地參與這次三普工作，提出專業指導，提供強力后盾。我們當竭盡全力，不負所托?！睂＜覀儽硎?。（李牧晨）