土壤測試可以了解某一地塊的土壤供肥能力，監測土壤肥力變化的趨勢；有的地方還把土壤環境監測工作納入 土壤測試的范圍，更擴大了它的應用。土壤測試主要是在實驗室里的分析化驗。但是，一個完整的土壤測試系統還應該包括：田間土壤取樣技術，提取劑選擇的實驗 室相關研究和農田小區試驗的校驗研究。通過一系列的研究工作，獲得各項參數，才可以用于施肥推薦。
（一）土壤調查 土壤測試主要是對某些土壤養分的有效性及含量進行測定，而影響這些養分元素有效性的各種土壤因子如土壤質地、陽離子交換量、容重、氧化還原電位等等，在土壤測試中并不測定。這些土壤因子的分析屬于土壤基本性質的測定，要通過土壤調查來進行。
土壤調查的目的是清楚當地土壤類型、土地利用和質量評價以及各種障礙因素情況，提出土壤改良對策。編制土壤 圖、土地利用與評價圖、農化圖和土壤改良圖。以農戶為服務對象時，應建立以農戶為單位的地塊檔案，逐年記載農田面積、利用狀況、產量水平、耕作措施、施肥 水平等項，作為土壤測試推薦施肥的基礎資料。
土壤調查報告的內容除應有環境情況的說明外，應詳細敘述調查地區土壤情況，如地形、坡度、排水、土壤質地、 土層厚度、表層與亞表層石礫性、一般肥力狀況、土壤酸度與鹽堿化狀況等。與土壤風化程度及成土母質有關的陽離子交換量、鹽基飽和度及有機質含量有反應土壤 自然肥力的最重要的土壤特征。
考慮到土壤水分對土壤供肥能力及肥料效應的巨大影響，在土壤調查中，重點測定一些有關土壤——水分相互作用的因子，如田間持水量、永久凋萎點、滲透速度等是很有必要的。
（二）田間土壤取樣技術 土壤取樣是土壤測試能否獲得成功的關鍵，而又往往最易為人們所忽視。由于土壤異質性，田間取樣的誤差往往比實驗室分析化驗的誤差要大得多。目前國內對田間 土壤取樣還沒有一套公認的方法，取樣方法十分混亂，嚴重影響測土施肥的精確性。正確的田間土壤取樣，是推薦施肥體系中一個首要的環節。
1 、田間土壤養分分布特征 陜西省農業科學院土壤肥料研究所呂殿青等人（ 1990 ）對扶風縣西官村 100 公頃農田進行了方格法田間取樣技術研究，方格面積 0.67 公頃，對方格內土壤全氮、有機質、堿解氮和有效磷進行了分析化驗。研究結果表明，由于施肥量和施肥技術的提高， 20 世紀 70 年代提出的土壤養分含量以村落為中心的“同心圓分布規律”已不存在，離村不同距離的土壤 0~20 、 20~40 厘米各養分含量間無顯著差異，相對均衡分布狀態的存在為大面積測土施肥的可能性提供了科學依據。但是由于各種養分在土壤中存在的方式及形態不同，它們在土 壤中的移動性也不同，因而導致了養分在田間分布局部不均勻性。圖 10-5 是土壤有效磷在該村一塊農田中的分布，每個代表 0.67 公頃。
7.0 ○ | 5.7 ○ | 0.7 ○ | 14.3 ○ |
7.6 ○ | 4.3 ○ | 4.7 ○ | 8.5 ○ |
15.2 ○ | 4.1 ○ | 14.7 ○ | 4.9 ○ |
13.2 ○ | 10.9 ○ | 11.0 ○ | 20.8 ○ |
13.2 ○ | 22.8 ○ | 10.5 ○ | 8.7 ○ |
12.5 ○ | 28.8 ○ | 24.2 ○ | 12.1 ○ |
圖 西官村土壤有效磷（ P 2 O 5 ）含量分布
（ 0~20 厘米，毫克 / 千克）
從圖 中可以看出，同一塊農田土壤有效磷含量的變幅可從 0.7 到 28.8 毫克 / 千克，局部差異很大。以全村 100 公頃農田為單位，土壤有機質、全氮、堿解氮和有效磷的變異性可見表 10-4 。表 10-4 的數據說明，土壤中各種養分含量均有不同程度變異性。其中尤以有效磷變異性最大，變異系數高達 60% 以上。有機質含量為異性最小，為 7.9%~11% ，其他養分則介于此兩者之間。隨著取樣面積的增大，各養分含量的變異系數均有明顯增高的趨勢。
表 10-4 農田土壤養分分布的變異性
土層 ( 厘米 ) | 養分類型 | 13.3 公頃 n ＝ 20 | 33.3 公頃 n ＝ 50 | ||
X | CV （ % ） | X | CV （ % ） | ||
0~20 | 有機質（ % ） 全氮（ % ） 堿解氮（ mg/kg ） 有效磷（ mg/kg ） | 1.1709 0.0799 58.172 9.120 | 7.90 9.06 21.80 50.7 | 1.1460 0.0810 62.48 9.193 | 8.20 9.90 21.90 53.40 |
20~40 | 有機質（ % ） 全氮（ % ） 堿解氮（ mg/kg ） 有效磷（ mg/kg ） | 0.8810 0.0667 50.15 2.76 | 4.20 10.50 10.7 33.8 | 0.9067 0.0692 49.11 3.03 | 7.5 13.0 11.2 41.2 |
土層 ( 厘米 ) | 養分類型 | 66.6 公頃 n ＝ 90 | 100 公頃 n ＝ 148 | ||
X | CV （ % ） | X | CV （ % ） | ||
0~20 | 有機質（ % ） 全氮（ % ） 堿解氮（ mg/kg ） 有效磷（ mg/kg ） | 1.1440 0.0830 62.944 9.935 | 11.1 10.9 22.1 63.8 | 1.1370 0.0840 61.97 10.663 | 10.2 11.9 22.9 64.9 |
20~40 | 有機質（ % ） 全氮（ % ） 堿解氮（ mg/kg ） 有效磷（ mg/kg ） | 0.8936 0.0703 47.65 3.185 | 9.4 12.8 13.9 69.25 | 0.8851 0.0681 45.86 2.943 | 9.4 11.3 14.4 74.7 |
2 、不同面積土壤取樣點數的確定 取樣點數的合理確定，是以土壤養分變異程度為依據的。因此，他們按照誤差分析原理，分別對不同面積的采樣分析結果進行統計和分析。土壤全氮、有機質、堿解 氮、速效磷的標準差（ S ）均隨取樣點數增加而降低，其變化規律服從于 y ＝ ae b/x ，圖 10-6 為 33.3 公頃面積田塊各養分標準差與取樣點數的關系，根據誤差分布規律，從圖上即可估算出不同養分在不同面積上所需要的采樣點數。
根據上述研究，關中平原灌區土壤的取樣點數可見表 10-5 。
表 10-5 不同面積標準差估算的取樣點數
面積（公頃） | 0.13~0.26 | 13.3 | 33.3 | 66.6 | 100 |
取樣點數 | 8~12 | 15~20 | 20~25 | 25~30 | 30~40 |
* 各養分的取樣點數相同。
在華北平原地區，若以 13.3 公頃作為一個測土施肥土壤取樣單位，則在這個單位里用土鉆取 15~20 點的土壤樣本，混合后從中取 1 千克土壤進行分析化驗即可。若以 33.3 公頃面積作為一個取樣單位，則取樣點數應增至 25~30 個。
馮恭衍（ 1983 ）對長江下游的潴育型水稻土的土壤取樣技術進行了研究，在 2124 米 2 的田塊中按長方形格子取 88 個樣點，進行全量養分和有效養分的分析，結果見表 10-6 。
表 10-6 稻田土壤中各類養分水平分布的變異（ n ＝ 88 ）
項目 | 全氮 （ % ） | 分磷 （ % ） | 全鉀 （ % ） | 有機質 （ % ） | pH | 水解氮 ( 毫克 / 千克 ) | 有效磷 ( 毫克 / 千克 ) | 有效鉀 ( 毫克 / 千克 ) |
X S CV(%) | 0.15 0.01 6.67 | 0.0710 0.0045 6.3400 | 2.070 0.18 7.09 | 2.54 0.18 7.09 | 7.790 0.061 0.790 | 105.4 12.2 11.6 | 17.1 6.9 40.5 | 127.0 13.8 10.9 |
注： X ——平均值， S ——標準差， CV （ % ）——變異系數。
表 10-6 中數據說明，在作物生長均勻的地塊里，有效養分含量值的變異系數都在 10% 以上，其中尤以有效磷的變異系數為大（ 40.5% ），這與磷在土壤中的移動性弱有關。由此可見，不正確地取樣將導致土壤測試的失誤，一個沒有代表性的土壤樣本還不如不取樣。
土壤取樣技術包括取樣面積、取樣深度、混合土樣的樣點數、取樣時間等。各地應按當地條件決定取樣面積，一般 說來，地塊面積大，土壤類型比較一致，肥力水平比較均勻，田間管理相對一致的地方，取樣面積可以大一些，否則就應該小一些。凡是作物長勢有較大差異、地塊 坡度不一、排水條件、耕作類型不同的地段以及土壤類型變化的地方均應單獨取樣。
取樣深度視作物根系密集層次置而異，大田作物一般取樣深度為 0~20 厘米，有時可到 30 厘米，水稻田一般取 0~15 厘米，牧草地取樣深度在 0~15 厘米左右。
混合土樣的樣點數與取樣單元內土壤肥力差異程度有關，在上述馮恭衍的研究中，作者得出結論認為，在其試驗的潮沙泥稻田土壤上，土壤水解氮、有效磷和有效鉀的測試用混合土樣，一般要用 10 個樣點組成，測定土壤有效磷的混合土樣樣點數還應多一些。
取樣時間基本上決定于化驗室的工作進度，要保證在取樣、分析化驗和提出推薦施肥方案之后，有足夠的時間整備肥料和施肥。在一年兩熟或三熟制地區，土壤取樣往往要在上茬作物生長期間進行，此時應注意避開追肥時期，取樣期至少應在追肥后 20 天。
由于農田土壤養分的含量水平有一定的穩定性，所以并不需要也不可能年年取樣分析化驗。一般土壤有效養分的測 試 3 年進行 1 次，微量元素養分含量測定為 5 年 1 次。但是不能把上茬作物的土壤測試數據用于下茬作物，因為它們雖是在同一年內分析化驗的，然而由于取樣季節不同，上茬作物殘留土壤養分不同，土壤養分測試 值將有很大的差別。
（三）土壤有效養分提取劑的選擇與相關研究 土壤測試系統中把土壤有效養分提取劑的篩選稱為相關研究，這是因為根據有效養分相對性的概念，用各種不同浸提劑測定土壤有效養分量只有在與作為參比標準的 農作物養分吸收量（土壤實際有效養分量）之間進行相關分析，經嚴格的數理統計證明存在高度相關之后，才能確定某種類型土壤上測定土壤有效養分的合適的提取 劑。可以認為，任何未經生物鑒定相關研究的土壤有效養分提取方法都是不能在土壤測試中應用的。
一季作物生長全過程中吸收的土壤養分數量作為土壤中“實際”有效養分數量，可以用不施該養分的土壤中（施足 其它養分），一季作物所吸收該養分的量來測定。它是提取劑篩選相關研究的最基本的參比標準。另外可用作參比標準的還有相對吸收量、相對產量等，它們是不施 該養分小區的農作物養分吸收量或產量與全肥區農作物養分吸收量或產量之比值。用同位素 A 值法測定土壤有效養分 A 值，因為與作物吸收量之間一般都存在著很好的相關性，所以 A 值有時也用作某種土壤養分的參比標準。
1 、土壤有效氮的提取測定 由于土壤中氮素的轉化是一個生物學過程，所以各種化學測試方法對土壤氮素釋放的模擬都不太成功。到目前為止，世界各國的常規土壤測試技術中都不包含土壤氮 素的測試，氮肥施用量基本上還是靠經驗決定。但是在短期的作物氮素需要量診斷中，土壤有效氮的測試還是很有用的。
（ 1 ）土壤全氮 土壤中的氮素基本上都是有機氮，無機氮如硝態氮只占很小一部分，土壤有機氮的礦化受土壤質地、水分狀況、濕度和 pH 等的影響，所以土壤全氮含量只能一般地反映土壤氮素肥力。近年來的研究證明，在旱地土壤，全氮在 0.15% 以下時，全氮與土壤供氮間有很好的相關性（周鳴錚， 1987 ），故在常規分析中仍然分析全氮，土壤水分狀況的一致性是利用全氮作為指標的條件。
（ 2 ）土壤水解氮 土壤水解氮可分為酸水解氮和堿水解氮兩種測試方法，研究工作證明它與作物吸氮量的相關性一般高于土壤全氮。對于南方水稻土，堿解氮是一個很好的指標；對于 北方土壤，由于硝態氮的存在，堿解擴散時要加還原劑，所以稱為還原堿解氮，還原劑種類有硫酸鐵 + 硫酸銀（李酉開等， 1983 ）、鋅 + 硫酸鉀（周祖澄， 1985 ）、達氏合金等。
根據高家驊（ 1981 ）對土壤堿解氮餾出物的鑒定，明確了堿解氮所含土壤含氮物主要是交換性銨態氮，酰胺態氮和氨基酸態氮等較易分解的含氮物質，約占全氮 10% ，陳秋舲（ 1987 ）在福建三明地區水稻土上進行的土壤有效氮測試相關研究中證明，土壤堿解擴散法測出土壤有效氮與水稻相對產量或植株吸氮量之間均有極顯著的相關， r 值分別達到 0.8595** 和 0.7558** 。吉林省劉成祥等（ 1985 ）用還原堿解法測定了黑土、黑鈣土、白漿土等土壤有效氮素含量，測定值與玉米相對產量和吸氮量之間的相關性很高， r 值分別達到 0.805** 與 0.714** ，十分顯著。該法已在土壤測試推薦施肥中大規模應用，并已證明是一種簡便、可靠的測試方法。
（ 3 ）土壤培養礦化氮 少量土壤（ 5~10 克）放在最適溫度（ 30 ℃或 35 ℃）恒溫箱培育 1~2 周，淋洗出所生成的銨態氮和硝態氮，就是土壤培養礦化氮，它可分為好氣培養法和淹水培養法兩種，其中以淹水培養法更為成熟。張守敬（ 1978 ）認為，水稻土吉氮素有效性的估測方法最好是把初始的銨態氮加上淹水 1 周培養后釋出的銨態氮量。周鳴錚等（ 1976 、 1986 ）的工作也證明，淹水培養法對水稻土的有效氮素測試十分可靠。但是，此法在實際指導大面積土壤施肥時受到測試時間長和操作繁瑣的限制而應用不廣。
（ 4 ）土壤硝態氮與土壤深層無機氮（ Nmin ） 北方旱地土壤的有效氮測試方法中，硝態氮和深層無機氮是較好的指標。楊堤（ 1982 ）在山西旱地小麥上研究了 120 厘米土層硝態氮含量與小麥產量的相關，認為可用于小麥需氮量的估測。田遠任（ 1979 ）在河北農田小麥生長期間分三次測定 50 厘米土層間硝態氮含量，以擬定氮肥用量，效果良好。
深層無機氮（ Nmin ）法在德國部分地區應用于小麥和玉米追肥量診斷，中國一些科研單位和大學正在開展這方面的研究。
由于硝態氮和 Nmin 測定都需要較大的取樣深度，其中硝態氮法要求測出 120~180 厘米土層土壤內銨態氮和硝態氮的含量，在目前中國的技術條件下尚難推廣。