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土壤采样技术在园则沟小流域经验下的探讨

2019-12-27 534 上传者：管理员

摘要：根据园则沟小流域土壤采样的经验，对土壤学野外采样的一些注意事项做了总结。重点解析土壤学野外采样中的土样采取、样点布置、土样制备和潜在性因素的注意事项。用来为本学科即将开展实验的硕士生、本科生或非本学科的实验人员提供参考与借鉴。

关键词：
土壤学
土壤采样
注意事项
野外采样
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1、引言

土壤学的研究离不开对土壤样品的分析，而土壤采样是土壤研究的根本，也是造成土壤研究误差的主要来源^［1］。野外采样误差主要是人为误差，实验室测试员只能对样品的分析结果负责，如果送来的样品不符合要求，那么任何精密仪器和熟练的分析技术都将毫无意义。因此，在野外采取土壤样品时需要高度重视其标准性及精准性。园则沟小流域(37°15′N,110°21′E)位于黄土高原中部，为典型黄土丘陵沟道小流域，面积0.58km2，其中沟道面积0.31km2，占到流域总面积的53.4％。流域内的主要土地利用类型分别是农地、7年撂荒草地、30年撂荒草地和红枣园^［2］｡2015~2016年间，在流域内采样3次，共计采取土样1800余样次，指标测定包括土壤有机质、全磷、全氮、有效磷、速效钾、碱解氮、颗粒组成、土壤水分。基于园则沟野外布点、采样的经验与实验中出现的错误，总结出土壤学野外实验中应该注意的事项，为本学科即将开展实验的本科生、硕士生或非本学科的实验员提供借鉴与参考。

2、样点布置

布点一般有3种，分别为对角线法，蛇形法，还有棋盘法，一般取5-9个点，取土一般用塑料自封袋。采样点的分布应做到“均匀”和“随机”。样点位置的选择要避免路旁、沟边、地埂边、挖方、堆肥等特殊地方，样点数目的确定一般根据其采样区面积的大小，土地利用，施肥情况等而定。小流域不规则采样，在有DEM图的情况下，需要在DEM图上标出需要采取的样点，把第一次采样时的经纬度记下。大面积多次采样时，除了用GPS定位其经纬度和高程外，还需要用其他标记物做标记，如在采样点插入筷子、灌木枝叶系彩带等。

3、土样采取

3.1　采样工具

采土工具一般选用土钻，根据需要土量的多少，选择不同规格的土钻，既取土又需取根系时选择根钻或洛阳铲，需要挖土壤剖面时一般选择铁锹。

3.2　采样方法

由于受自然因素如地形、地貌，人为因素如耕作、施肥的影响，导致土壤养分的分布不均匀。因而必须多点采集混合土样，完全混合后再在其中取样以增加其代表性和科学性。采样点确定后，刮去2~3mm的表土，用土钻或小铁铲垂直入土到需要深度。在每个点的附近随机采取3个土壤样点，保证每点的取土深度和取土质量的一致性，把3个样点的土样集中在盛土盘中，每层进行均匀混合后，挑出杂物，初步选去石砾、根系等物质。由于实验指标的测定不同，其土样保存方法不同。如在测定土壤理化性质时，硝态氮和铵态氮测定时的土样需要是新鲜土样，而土壤全氮、全磷和有机质等则是用风干土样。新鲜土样的保存方法：采取土样时，把一部分土样装入样品瓶，用封口膜密封放入冰盒保存，带回实验室置于-20℃下冷冻^［3］。风干土的保存方法：取一部分土样(300~400g）装入自封袋中，带回实验室，进行风干处理。当需要测定土壤重量含水量时，取一部分土样(30~40g）装入直径50mm的铝盒中，带回实验室用以测定土壤重量含水量^［4］。

3.3　采样间隔

大田实验时，土样的采取时间主要有试验前取样，用以测定土壤的背景值；农作物各生育期取样，用以测定土壤养分变化情况；在作物收获前后或施基肥前进行采样，用以制定施肥计划。野外小流域采样，针对不同的土地利用，不同的植被，不同的降雨，不同的下垫面条件时，采样时间的间隔需要查找文献，从而有根据的去采样，尽可能多采，而不要少采。同一样点存在多次采样时，要保证样品编号的一致性、对应性，特别是样品数量较大时。

3.4　采样深度

采样深度一般根据研究的目标来确定。研究大田作物养分分布情况，一般采取0~60cm的耕作层土壤，对于种植果林类农作物的耕地，采集深度为0~100cm。针对根系比较深的作物，或研究土壤水分、干层、亦或是深层养分储量时这时需要采集的土壤深度较深，可达10m甚至20m深度。确定好采样深度，还需要多层次采集土样，土层的间隔一般是根据测定的指标来选择。无论是测定土壤养分还是土壤水分，在表层0~60cm土层间隔较密，例如0~5cm、5~10cm。而在1m以下土层，通常以1m深度为间隔，如1~2m、2~3m。具体土层间隔需要根据具体的实验方案来定。

3.5　土样标签

正确的填写土样标签是非常重的，野外采样尤其是大尺度采样时涉及到几百甚至几千个土壤样品，如果不能正确标注和填写标签，那么费时费力的采样将变得毫无意义。标签的信息主要有：日期，编号，采样地点，采样深度，土样名称，采样人等。土样标签应一式两份，一份放在自封袋内，一份贴在自封袋外。同时将此内容登记在专门的本子上以及电脑上，以备后来查询。标签的填写可以在土样采取前写好，如果人手足够，也可以现场填写。

4、土样制备

4.1 土样处理

将新鲜土样铺平放在牛皮纸上，放在阴凉、通气、清洁的室内，严禁暴晒或受到酸、碱气体等物质的污染，让其自然风干。随时翻动，捏碎大土块，剔除根茎叶、虫体、新生物、侵入体等，经过7~14d可达风干要求。

4.2　磨细过筛

测定不同的土壤指标时，要求的土壤粒径不同，例如过2mm､1mm､0.149mm，进行物理分析时，取风干土样100~200g，放在牛皮纸上，用木棍碾碎，使之全部过10号筛(2mm），留在筛子上未过筛的土块，倒在牛皮纸上继续碾碎，直到全部过筛子为止，不得抛弃或遗漏。用四分法分出一部分，继续研磨过18号筛（1mm），留在筛子上未过筛的土块，倒在牛皮纸上继续碾碎，直到全部过筛子为止，不得抛弃或遗漏。如果需要再继续过筛操作如上。土样过筛时一定要严格遵循过筛原则，不可为了速度，套筛过筛。

5、潜在性因素

测定土壤肥力，考虑到后来测定时需要用到的一些数据，如根系、降雨、气温等，在实验前期阅读大量文献，在自己选题的基础上尽量把需要的指标考虑全面，宁可多测，不能少测。因为野外采样不但涉及到时间还涉及到距离，往往一些实验站或是实验点离学校或工作单位有好几个小时的车程甚至不在同一个省内，如果后期再补充实验往往很困难。

参考文献：

[1]李祖驹.喀斯特地区土壤空间异质性及采样方法研究[D].贵阳:贵州大学,2015.

[2]孟婷婷.黄土丘陵区不同土地利用土壤有机碳和养分变化研究[D].咸阳:西北农林科技大学,2017.

[3]吕婷,赵西宁,高晓东,等.黄土丘陵区典型天然灌丛和人工灌丛优势植物土壤水分利用策略[J].植物生态学报,2017,41(2):175~185.

[4]Gao XD,Wu PT,Zhao XN,et al.Soil moisture variability along transects over a well-developed gully in the Loess Plateau,China [ J].Catena,2011(87):357~367.

孟婷婷,魏静.基于园则沟小流域经验的土壤采样技术探讨[J].绿色科技,2019,(8):207-208.