土壤采集方法范例6篇

土壤采集方法

土壤采集方法范文1

关键词:农田土壤环境;取样;规程要求

中图分类号:X53 文献标识码:A

农业环境质量的优劣,决定所生产农产品的质量。农田土壤监测是农业环境监测不可或缺的一部分,其土壤取样则是监测的基础工作,做好土壤取样,为农田土壤环境监测奠定基础。

1 采样准备

1.1 采样器具的准备

采样前要准备好所用器具,包括铁铲、铁镐、竹片、木片等工具,卷尺、标尺、样品袋、标本盒、照相机等器材,样品标签、记录表格、铅笔等小型用品,以及工作服、雨具、防滑登山鞋、安全帽、常用药品等安全防护类用品。

1.2 现场情况调查与资料收集

采样前调查和收集有关监测区域的地理位置、自然植被、水文状况、气候、自然灾害、土壤类型、土地利用与农作方式。农药、化肥和各种工业与城市废物施用等有关情况与资料。调查和收集有关监测区域的社会环境情况与资料。调查和收集有关监测区域土壤的成土母质、层次特征、背景含量、肥力水平及污染状况等土壤质量情况与资料。

2 农田土壤监测采样点布设原则

农田土壤监测点一般实行污染布点法,把监测点布设在怀疑或已证实有污染的地方,布点应优先照顾那些污染重,影响大和对农业生产比较重要的地方,监测点布设重点应是:污水灌溉的农田土壤;厂矿企业和城镇周围的农田土壤;大量堆放工业废渣、城市垃圾地点周围的农田土壤;长期受工业废气和粉尘影响的农田土壤;大量施用农用化学物质,如农药、化肥、农用塑料等的农田土壤;长期施用污泥,城市垃圾和其他固体废物及其以废物为原料制成的肥料的农田土壤;有人畜地方病或公害病地区的农田土壤,以及怀疑有其他污染的土壤。

农田土壤监测点的布设要根据土壤污染类型而定。水质污染型土壤监测点应随污水灌渠的流向来布设。布点密度一般可随水流距离的增大而减少。大气污染型土壤样点布设应以大气污染源为中心,在一方或几方呈扇形布点,监测点布设的重点应放在主导风下风向,离污染源越近,节点越密,反之可适当稀疏。农业污染型土壤:使用城市垃圾、污泥、化肥、农药引起污染的土壤,均为农业污染型土壤。土壤监测可根据污染物的散布范围均匀布点,但把布点的重点放在污染负荷较大的田块上。固体废物堆污染型土壤监测时样点布设应以污染源为中心,结合常年主导风向和水土流失方向,按圆周或扇形布点。点的密度随污染源距离增加而减少。

3 样点布设方法

在环境条件和污染分布比较均一的监测区,采用网格布点法。选用1/ 50万~1/5万地形图按等距离划分方格,每方格为一采样点。方格代表面积的大小根据调查精度要求而定。在环境因素和污染分布复杂的监测区,根据环境因素的分布带,划分成若干环境单元,在备单元内布点。单元内可按不同概率随机布点法或简单随机布点法布点。在受点污染源污染的地区,采用放射型布点法。以污染源为圆心,划同心圆,同心圆的间距视实际情况而定,在半径线与各圆周交点上布设样点,在污染分布的主导方向(水的流向、主导风向等)上的60°~100°的角内,适当增加采样点。 监测区域样点数的确定,大面积普查时,样点布设很稀疏,每个样点代表面积较大(由工作要求定)。详细调查时,特别是在污染较重的地方,样点布设要密。但同一环境单元至少要布设3个样点作为重复。

4 样品采集

4.1 农田土壤剖面样品现场采集

为了解土壤剖面各自然层次污染物的含量水平,了解污染物在土壤中垂直向下迁移运动的情况及污染物影响深度时,有必要进行剖面取样测定。土壤剖面样点点位应选在能代表调查区主要土壤类型特征和污染程度的地方。土壤剖面挖掘深度要根据调查目的和剖面实际情况确定,耕作年代较久的旱地和水田土壤,观察和取样到lm深度即可。果园土壤可观察取样1.5~2m深度。当地下水位较高时,挖至地下水位即可。山地丘陵土层较薄时,挖至母质风化层即可。土壤剖面坑的观察面是垂直、向阳的,坑的大小以方便取样观察为原则。土壤剖面样品采集,用剖面刀将观察面修整好,自上而下削去5cm厚,10cm宽呈新鲜剖面,准确划分土壤层次,分层按梅花法采样,自上而下逐层采集中部位置的土壤,分层混合均匀,各取1kg作为样品,分层装袋记卡。

4.2 农田土壤样品现场采集

农田土壤监测一般是采集耕作层土样。在采样点周围处采集若干点的耕作层土壤,经等量均匀混合后的土样代表一个取样点的土壤样品。组成混合样的分点数至少有3个。混合样品采集方法有:

4.2.1 对角线法

适用于污水灌溉的农田土壤,由田块进水口向出水口引一对角线,至少分五等分,以等分中点为采样分点,土壤差异性大,可再等分,增加分点数。

4.2.2 梅花点法

适宜面积较小,地势平坦,土壤物质和受污染程度均匀的田块,设分点5个左石。

4.2.3 棋盘式法

适宜中等面积,地势平坦,土壤不够均匀的田块,设分点10个左右;但受污泥、垃圾等固体废弃物污染的土壤,分点应在20个左右。

4.2.4 蛇形法

适宜面积较大,土壤不够均匀且地势不平坦的田块,设分点15个左右,多用于农业污染型土壤。

种植一般农作物每个分点处采0~20cm耕作层土壤,种植林果类农作物每个分点处采0~60cm耕作层土壤。土壤样品一般在收获期与田间作物样品同步采集,重点污染物项目每年测定1次,其他污染项目每3~5a测定1次。每个混合土样采集1kg,混合土样需各点等量采集后均匀混合,用四分法弃取,直至混合样重1kg为止。

所采的土壤样品装入塑料袋内,外套布袋。填写土壤标签一式2份,1份放入袋内,1份扎在袋口。

4.3 采样现场记录

采样同时,要作好记录。填写土壤标签、采样记录、样品登记表,并汇总存档。填写人员将采样点准确标记在野外实际使用地形图上,并与记录卡和标签的编号统一。采样结束后,将记录卡片,样袋标签,采样点位图等进行核对。准确无误后方可撤离现场。

土壤采集方法范文2

2、采样部位和深度:根据耕层厚度,确定采样深度,一般取样深度0-20厘米。

3、采样季节和时间: 骨干农化土样采集地点及时间,尽量与第二次土壤普查时的土壤骨干农化样所代表的土壤区域一致,以便比较土壤养分前后的变化。土样采集时间也以第二次土壤普查时的土壤骨干农化样采集时间一致。如无法查第二次土壤普查采集时间的,则统一在秋收后冬播施肥前采集。

4、采样方法、数量:农化土样采用多点混合土样采集方法,每个混合农化土样由20个样点组成。样点分布范围不少于3亩(各地可根据情况确定)。每个点的取土深度及重量应均匀一致,土样上层和下层的比例也要相同。采样器应垂直于地面,入土至规定的深度。采样使用不锈钢、木、竹或塑料器具。样品处理、储存等过程不要接触金属器具和橡胶制品,以防污染。

每个混合样品一般取1kg左右,如果采集样品太多,可用“四分法”弃去多余土壤。

土壤采集方法范文3

[关键词]土壤修复 重金属污染 生态效应

中图分类号:R124 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)44-0103-02

前言

土壤环境中的重金属主要来源于矿业活动的排放,其他来源还包括污灌和污泥滥用、农药和化肥的不合理施用、农用薄膜和化石类燃料的不完全燃烧等。国务院于2011年2月18日正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》因此,重金属污染土壤的修复技术研究是当前环境保护的重要课题之一。本文重点介绍国内外有关重金属污染土壤的修复技木研究进展。

1.重金属污染土壤的特点

1.1 具有隐蔽性和滞后性。土壤重金属污染不像大气污染、水污染及废弃物污染那样直观。

1.2 具有累积性。重金属污染物质在土壤中不易迁移,容易在土壤中不断积累而超标。

1.3 具有不可逆转性。在土壤中,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解,某些重金属污染的土壤可能要100―200年时间才能够恢复。由于土壤地球物理化学的自然形成过程极其缓慢,一般每百年以0.5-2.0cm厚度的速率进行,这就意味着土壤资源一旦遭到污染或人为干扰后将很难在短时期内得以恢复。

1.4 具有难治理性。土壤重金属污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,通常成本较高,治理周期较长。

2.重金属污染土壤的修复技术

2.1 生物修复

生物修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。生物修复包括植物修复、微生物修复、动物修复等。

(1)植物修复

植物萃取技术是目前研究及应用最多的植物修复技术。近年来,陈同斌等通过田间试验发现蜈蚣草具有富集As、Pb的能力。同时还具有较强的耐As,pb,Zn,Cu毒性能力,是一种修复多种重金属污染土壤(As,Pb污染为主)的优良品种。扶杂草植物中筛选出3种Cd超富集植物:龙葵、球果薄菜、三叶鬼针草。3种植物在土壤中Cd质量分数为25―50mg/kg时。地上部中Cd质量分数均能达到l00mg/kg,并且在污染区试验中也取得了较好效果。

(2)微生物修复

微生物对重金属的生物吸附与富集作用是指土壤微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子。2007年,王瑞兴等选取到一种土壤菌,利用其在底物诱导下产生的酶化作用,分解产生CO32-矿化固结土壤中的有效态重金属(以Cd2+的处理为代表),使其沉积为稳定态的碳酸盐;对被复合重金属(Cd,Cu,Pb,Zn等)污染的土壤样进行微生物修复的实验中,有效态重金属去除率达50%~70%。杜立栋等从Pb矿区土壤中分离筛选出一株青霉菌,对人工培养基中有效Pb的最大去除率达96.54%。而且富集效果比较稳定,可应用于Pb矿区土壤生物修复。

(3)动物修复技术

动物修复在国外有较长的研究史,国内研究则处于摸索阶段。它包括将生长在污染土壤上的植物体、果实等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况,或者直接将土壤动物,如虹蝴、线虫饲养在污染土壤中进行有关研究。同时,在重金属污染的土壤中放养蚯蚓,待其富集重金属后,采用电激、清水等方法驱出蚯蚓,集中处理,对重金属污染土壤也是一种经济有效的土壤生态恢复措施。

2.2 物理修复

(1)置换法

置换法主要分为客土法、换土法,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤一植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准。客土法和换土法则是用于重污染区的常见方法,在这方面日本取得了成功的经验。

(2)玻璃化技术

玻璃化技术是指把重金属污染区土壤置于高温高压下,使之形成玻璃态物质,将重金属固定其中,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。该技术方法工程量大,费用偏高,其最大的特点是见效快,适用于对受到重金属污染严重的土壤进行抢救性修复工作。

2.3 化学修复

化学钝化多用于原位土壤修复,是修复重金属污染土壤的重要途径之一,通过施人一些钝化剂以降低土壤中重金属有效态含量,从而减少迁移及对农作物的毒害。

(1)化学钝化技术

A.无机改良剂的应用

近年来,石灰石、天然沸石、赤泥、骨粉、钙镁磷肥等作为改电剂修复重金属污染土壤的研究逐步成熟。其中石灰作为重金属污染土壤化学固定的常用物质,其对重金属的固定主要通过提高土壤pH值,使重金属生成氧化物或以碳酸盐的形态沉淀起作用,明显降低土壤重金属的有效态含量;天然沸石作为一种优良的铅污染土壤修复材料,通过调节土壤pH值和阳离子交换量抑制重金属铅的生物活性;赤泥可通过提高土壤pH影响重金属的赋存形态,降低重金属的有效性;骨粉可有效降低酸性重金属污染土壤的酸度,提高pH,增强土壤的吸刚性能,促使+壤重金属有效态含量和生物可给性降低;钙镁磷肥是酸性土壤中常用的修复材料,可降低土壤交换态镉含量,使其向缓效态转化。

B.有机改良剂的应用

对于矿区酸性重金属污染土壤具有养分流失严重和有机质缺失的特点,合理施用有机肥可提高土壤养分,增加土壤团粒结构,改善土壤理化性质。有机物料有助予恢复土壤微生态环堍系统,降低土壤中有毒重金属的生物可给性,从而减少对作物的毒害。常见的有机固化物包括禽畜粪便、无害化后的作物秸秆、豆科绿肥和污泥等。

C.螯合技术

螯合剂对土壤中重金属的活化作用主要是通过螯合剂与土壤溶液中的重金属离子结合,降低土壤液相中的金属离子浓度,促进重金属在植物地上部的积累:并且对重金属Pb、cu、zn、cd、Ni等有很强的活化能力。

3.技术路线概述

3.1 土壤污染特征调查

通过开展土壤重金属污染调查与评价,掌握修复区详细的污染状况,为下阶段土壤修复提供依据,土壤特征调查可分现有资料收集和修复区污染状况前期调查两个步骤进行。

3.2 修复区污染状况调查主要内容

(1)样点布设。根据前期收集的资料,由于前期采样调查取样点较少,针对这种状况,根据综合污染型土壤监测单元布点要求,采取网格布点的方法,对土壤污染进行全面的评价。

(2)现场勘查校正。通过现有资料确定的调查区域内理论监测点位,还要通过必要的现场勘查,最终对理论布点数目和位置进行检验和优化。现场环境条件不具备采样条件需要调整点位的,现场点位调整后要对地图网格所布点进行调整,最终形成调查区域内实际需要实施监测的点位集。

(3)采样检测。采样采表层样及深层样,网格布点样品采样深度为20 cm,深层取样分五层取样:0~20 cm;20~40 cm;40~60 cm,土壤样品采集1 kg左右,装入样品袋,如潮湿样品可内衬塑料袋(供无机化合物测定)。采样的同时,由专人填写样品标签、采样记录;标签一式两份,一份放入袋中,一份系在袋口,标签上标注采样时间、地点、样品编号、监测项目、采样深度和经纬度。采样结束,需将底土和表土按原层回填到采样坑中,方可离开现场,并在采样示意图上标出采样地点,避免下次在相同处采集剖面样。

(4)污染评价。土壤重金属评价采用内梅罗指数法。根据国家环保总局颁布的《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)规定,土壤环境质量评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。

(5)绘制修复场地污染物分布图。根据样品测试结果,结合我国的《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》和《危险废物鉴别标准―毒性物质含量鉴别(GB5085.6-2007)》,对典型污染场地的污染现状、污染程度及范围以及污染迁移转化的趋势及规律等进行剖析,根据潜在重点污染区域的检测结果,得到重金属浓度在不同位置变异,进一步确定修复区污染特征,明确污染浓度及范围。

(6)修复方案设计。根据修复区修复的土地利用功能,确定了药剂比例及土壤调理剂的配比及过程的控制条件。得到后期大规模修复所需要的运行参数,进而做出具体的详细的修复方案。具体修复方案如下:

A、修复区不同污染程度划分方案:确定修复区域位置,可根据污染情况将修复区根据污染程度,划定高、中、低浓度区,根据污染程度的不同,做不同的设计。

B、土壤污染治理实施方案:确定药剂配方、加药比、选择最合适的原位稳定剂施加方式和控制条件。

C、修复后农作物恢复种植方案:为了探究稳定化修复对农产品安全的保护情况,预计选择2种当地常见作物在修复区种植。

D、修复验收方案:目前稳定化修复还没有成熟的验收体系,本项目选用土壤浸出为验收方法,但最终标准需根据场地调查情况及小试情况做调整。

4.结论

通过对国内外重金属污染土壤的修复技术研究的综述,可以看出重金属污染土壤的修复技术将越来越受到人们的关注,进一步探索和研究其在重金属去除方面的应用,具有十分重要的意义。结合当前的研究发现重金属污染土壤的修复还可以从以下几个方面努力:

4.1做好修复试点,逐步解决土壤重金属污染问题。开展重金属污染土壤修复技术示范,在重金属污染防治的重点区域进行污染评估,因地制宣地采用生物、物理、化学等措施开展重金属污染土壤治理。

4.2以生态文明为指导,探求实现重金属污染土壤修复治理与景观美化、生态建设与经济效益有机结合的治理模式。

4.3注重重金属污染防治管理、制度、措施及方法创新,逐步建立企业环境信息披露制度和重金属污染物产生、排放详细档案。

参考文献

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[2] 王瑞兴,钱春香,吴淼,成亮.微生物矿化固结土壤中重金属研究[J];功能材料;2007年09期.

[3] 郝晓伟,黄益宗,崔岩山,胡莹,刘云霞.赤泥和骨炭对污染土壤As化学形态及其生物可给性的影响[J].环境化学;2010年03期.

土壤采集方法范文4

关键词: 油田 土壤环境保护 土壤质量调查 采样布点

中图分类号:TE34文献标识码: A 文章编号:

前言

党的十把推进生态文明、建设美丽中国摆在突出地位。政府高度重视土壤环境保护工作,石油开采的特殊性质,决定了其生产过程长期与土壤环境发生直接关系,会对周边区域土壤环境造成一定的影响和改变。

我国现阶段开展的土壤环境的调查工作重点关注农业用地的土壤肥力、重金属、残留农药等。对于城市工业用地土壤环境的调查方法和评价标准尚处于研究探索阶段。但是,随着新兴城市建设和传统城市不断向外扩张,对油田工业用地产生挤压,改变土地利用功能,改善原有工业用地的土壤环境、保护人体健康、提高土地的经济利用价值的需求越来越大,本文将以油田工业用地环境为背景探讨土壤环境调查工作中点位布设方法。

油田建设和运行对于土壤环境的影响分析

石油类污染物已被列入我国危险废物名录。石油被释放到土壤后,其中,一部分在土壤中可以作为微生物生存的碳源而被降解,而另一部分不易被降解的组分在土壤中产生累积效应,破坏土壤结构,改变其物理化学性质,在向地下渗透过程中还沿地表扩散、侵蚀土层, 使之盐碱化、沥青化、板结化,并可能将有毒有害物质传递到土壤上种植的作物或深入地下水中,危害生态环境和人体健康。

工作方法

资料收集

收集油田以及周边地区的地形图、交通图、遥感影像图、环境保护区功能区划图;油田单位的厂区平面图;收集油田以及周边地区土类、成土母质等土壤信息资料;收集油田以及周边地区工作区域气候资料(温度、降水量和蒸发量)、水文资料等。

布点原则

一般油田场地的面积比较大,生产设施分布广泛,布点方法比较复杂。应考虑的基本原则包括:均匀性和随机性:代表性:野外工作可行原则:关注敏感区域

区域划分

在分析油田的生产环节和产污特点以及油田区域的土壤类型和成土母质等的基础上,进行初步的现场勘查可以将油田分为全局不点区、典型油井地块、典型联合站地块、输油管线区、环境敏感区。

全局布点区

全局布点的目的是了解整个油田区域的土壤环境质量状况而布设的控制性点位,为制作评价图件提供全局的数据。

典型油井地块

典型油井区域布点的目的是掌握油井附近土壤环境质量,了解油井在勘探开发、钻井、闭井对于周围土壤的影响。在现役油井和退役油井中,分别选择1至2个具有代表性的油井地块进行采样。

输油管线区

输油管线担负着将原油从采油井出送至联合站以及成品原油外输的重要任务,埋深一般在1至2米左右,在油田区域地下广泛分布。输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故是输油管线对于土壤污染的主要形式。管线所处的位置一般位于包气带区域,石油类污染物很容易会进入地下水并跟随其运动扩散到其他地区的土壤中。

环境敏感区

依据《建设项目环境影响评价分类管理名录》规定,环境敏感区是指依法设立的各级各类自然、文化保护地,以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域,主要包括:自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区、基本农田保护区、基本草原、森林公园、地质公园等。在这些区域加密布设采样点详细调查该区域的土壤质量。

点位设置

全局布点区的点位设置

全局布点布设依据《土壤地球化学测量规范》的要求,调查比例尺选择1:200 000或者1:100 000,调查的精度为每平方公里设置1至2个点,布点方法可以选择随机布点、分块随机布点和系统布点的方法如图1,采集表层0至20cm深度的土壤。

图1 全局布点方法

典型油井地块的点位设置

油井周边点位布设以油井为中心至少设置5个采样点(图2),1个本底监测点,布置在采油井地下水流向的上游100m位置,要求点位周围500m范围内没有其他的采油井、固体废物堆积场地及其他污染源;2个扩散监测点,分别设置在垂直于地下水流向的两侧30m位置;2个污染监测点,依次布设在采油井地下水流向的下游方向30m和50m位置,每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm。

图2典型油井采样点位布置图

输油管线地带的点位设置

输油管线地带的土壤环境调查至少选择1条有代表性的输油主干线路进行重点调查。沿线分段布设多个采样点,纵向分层采样,采样深度至少延伸至管线底部20cm,每个采样点分别在0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm和管线底部位置采集样品,可以选择在管线的连接处或者曾经出现过漏油事故地段,采样时要注意对于输油管线的保护。

环境敏感区的点位设置

在敏感区的土壤环境调查精度采用1:50 000的比例尺,每平方公里设置4个点左右,布点方法可以选用随机、系统或分块随机的方法。每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm。

结语

对油田场地进行土壤环境质量调查,科学合理的设计采样布点方案是后续土壤质量分析、评价和污染修复等各项工作的前提和基础,直接关系到调查工作的质量。在依据传统土壤环境调查规范的基础上,点位布设方案应根据油田生产过程、污染特点和所处区域的环境特征对油田进行分区,重点考虑全局区域、典型油井地块、输油管线地带以及环境敏感区,根据分区的环境特征和调查目标有针对性的选则点位设置方案。

参考文献

[1]林年丰,李静昌,钟左 环境水文地质学 [M] 北京;地质出版社 1990

[2]吴邦灿,齐文启 环境监测管理学[M] 北京:中国环境科学出版社 2004

[3]王业耀,赵晓军,何立环 我国土壤环境质量监测技术路线研究[J] 中国环境监测 2012,6: 116-120

[4]刘五星,骆永明,滕应,李振高,吴龙华 我国部分油田土壤及有你的石油污染初步研究[J] 土壤(Soils) 2007,39(2):247-251

土壤采集方法范文5

1.1土壤质量的概念及内涵

20世纪90年代,土壤质量的相关研究开始深入开展,科学家们相继提出土壤质量的概念。目前国际上通用的土壤质量概念是:在生态系统边界内保持作物生产力、维持环境质量、促进动植物健康的能力。土壤质量由土壤肥力质量、环境质量和健康质量三个方面的因素构成。根据土壤质量的定义,土壤质量评价综合了三类不同的功能,具有很强的功能属性。但在实际使用中,土壤质量评价还具有目的属性。由于评价者目的不同,侧重的土壤功能不一样,导致了评价指标、评价标准的差异。

1.2土壤质量的评价尺度

土壤质量在不同的空间和时间尺度表现出不同的规律性,土壤质量评价首先必须确定空间和时间尺度。在空间尺度方面,Karlen等建立了包含5个基于不同目的的土壤质量评价尺度框架。第1尺度为点尺度,用于研究土壤变化的机理;第2尺度为面尺度,用于研究土壤质量随土地管理方式变化的规律;第3尺度为田块尺度,用于依据土壤特性开展土壤管理;第4尺度为农场尺度,用于监控土地使用情况,保持和提高环境质量;第5尺度为地区尺度,用于开展可持续发展政策研究。第1和第2尺度为微观尺度,对其研究可以帮助理解土壤质量;第3至第5尺度为宏观尺度,对其研究可以监测土壤质量的变化。在时间尺度方面,由于人类活动、气候变化、作物状况等因素均会影响土壤质量,土壤质量会随时间的变化而变化,因而评价的时间范围也很重要。研究土壤质量变化必须有时间和起点的概念,否则很难确切说明土壤质量的升高和降低,肥力的熟化与退化。国际农业工程项目一般是在国外某地区规划并开垦出几千公顷至几万公顷不等面积的土地,为所在国政府建设大型农场,开展种植业、养殖业以及加工业,提高所在国粮食生产能力和农业发展水平。因而在空间尺度上主要为农场尺度和田块尺度,在农场尺度提供项目用地的规划和设计,保证土地资源的可持续利用;在田块尺度提供具体作物种植的土壤管理。在时间尺度上,项目开发阶段土壤保持其“初始状态”,项目所在地可能是草原、可能是灌木林、可能是矿区复垦地、可能是沼泽地、也可能是早已荒废的曾经的农田;项目建设阶段土壤要经历开垦、耕地、整地、种植等人为活动,造成当地土壤耕层状态的较大改变;项目运营阶段,由于每一个种植季对土壤管理措施的不同以及外界环境的不断变化,土壤质量也会随之改变。

1.3土壤质量评价指标体系

土壤质量是由动态变化的多种因素来决定的,土壤质量无法通过人类感官或测量仪器直接获得,而必须根据土壤性质构建土壤质量指标体系综合量化来表达。选择合适的土壤评价指标是土壤质量评价的关键。土壤质量评价指标可分为物理指标、化学指标和生物指标三类,他们共同来表达土壤肥力质量、环境质量和健康质量。然而,选择合适的土壤质量评价指标体系并非易事,人们在不同时空尺度下进行土壤评价时,用到的指标涵盖了土壤质量的各个方面,多达50多种。有些研究人员选择了20多种指标,有的选择10多种指标,而有的仅选择几种指标进行土壤质量评价。这是因为针对不同的土壤功能,所使用的指标是不一样的,对某一功能而言是高质量的土壤对其他功能未必是高质量的,不同土壤系统之间土壤评价指标差异很大。目前,土壤质量评价指标的研究仍然只是从不同关心角度进行的尝试,没有形成一个合适的体系和标准。由于土壤利用方式的多样性,土壤性质时空变异性以及获取土壤指标数据成本高等因素,显然不可能获取所有指标数据。因此,在选择最能反映土壤质量状况的指标,即土壤参数最小数据集来评价土壤质量。最小数据集能够大量减少使用评价指标的数量,应用上可以通过测定较少数据来反映土壤质量的变化,在发现某些指标异常时再进行进一步测定。我国曾对四类重要土壤(水稻土、红壤、潮土和黑土)的肥力、环境、健康质量最小数据集和评价体系进行过具体研究,研究认为土壤肥力质量最小数据集应为pH值、有机质、质地、速效磷、速效钾、容重和阳离子交换量;土壤健康质量最小数据集应为pH值、有机质、质地、重金属和微量元素、六六六、滴滴涕。这些研究为国际农业工程项目土壤质量评价指标选择提供了有益的参考。

1.4土壤质量评价标准和方法

不像空气和水质量一样具有确定的标准和固定的评价方法,土壤质量评价是一项非常复杂的工作。土地有多种不同的利用方式,如果没有一定的限制,不同的土壤对于不同用途的评价结果就会很不一致。例如,在土壤中施加有毒的除草剂和杀虫剂来抑制目标生物时,使土壤变得不清洁,但却提高了土壤作物生产的质量;用于捕捉污染物、充当过滤器功能的土壤却不能用土壤的肥力指标去评价。一种土壤对于一种功能或生产具有优良的品质,对另一种功能或生产可能具有很差的品质。因此,土壤质量的评价应采用相对质量而非绝对质量。土壤质量评价方法可分为定性评价和定量评价两类方法。定性评价是首先通过实地调查给土壤各指标进行打分,然后综合各土壤指标的分数给土壤质量不同等级的评价,该方法对土壤指标的评判主要是基于感官调查而不是使用仪器测量,评价的准确性有赖于实践经验,评价直观、快速、简便,但缺少数据支持,评价准确性低。定量评价方法随着科学的不断发展越来越受到重视且应用广泛,定量评价使用最广泛的方法是指数法,其评价过程是:选择评价指标;通过建立隶属度函数或其他模型对评价指标进行归一化处理,使评价指标具有可比性;使用相关系数法、层次分析法、主成分回归分析法、多元回归分析法、灰色关联度分析法等方法确定各指标的权重;依据量化的指标体系和权重体系计算得到土壤质量综合评价指数。定量分析法比较复杂,若无法正确地进行指标归一化处理并合理确定各指标权重,得到的土壤质量评价结果可能与实际不符。

2国际农业工程项目土壤质量评价方法

2.1评价最小数据集

我国企业开展国际农业工程项目的目标国家基本为发展中国家,项目所在地主要分布在非洲、拉美和东南亚区域。这些国家的经济、社会和科技发展水平一般较低,其农业发展也属于生存型农业,建设农业工程项目的主要目的是增加区域粮食供给,确保粮食安全;抑或是建设示范型农场,藉此推动农业发展,但项目区土壤评价标准依然是以农业产出为主。在项目开发阶段,企业进行土壤质量评价的主要目的是评价土壤的宜耕性,评估项目的可行性,明确项目风险;在项目建设和运营阶段,进行土壤质量评价的主要目的是监测土壤质量的变化,确保具备满足合同要求粮食产出的土壤条件。因此,基于土壤质量评价的目的性,指标选择主要是土壤环境指标和土壤肥力指标。国际农业工程项目中,应用以下3条原则选择指标:

(1)指标的重要性和稳定性高:选择的指标应该是能够反映土壤环境和肥力状况的重要指标,且这些指标在较长的一段时间内不会改变,具有考察的价值;

(2)指标数据获取能力强:在国际农业工程项目的开发、建设和运营阶段,土壤样品的采集是在国外进行,土壤样本的获取、保存并运送至检测机构进行检测都非常不易,在选择指标时应当考虑指标数据能否获取;

(3)指标数据获取成本可接受:不能不加限制地扩大指标体系,应考虑项目成本的因素,选择合适的指标。土壤环境指标的评价是保障农产品产地安全的基础性工作,应当对土壤的环境指标进行评价,判断项目用地是否具备农作物种植的基本条件,应对镉、汞、砷、铜、铅、锌、镍、六六六、滴滴涕等环境指标进行检测和评价。土壤pH值不仅影响土壤中养分的有效性,影响微生物活性,还对植物生长有很大影响。土壤肥力的高低决定了项目所在地作物的生长潜力,土壤基础肥力的高低决定了企业投入到土壤成本的大小。当土壤基础肥力较低时,企业投入的提高土壤肥力的费用就会相应增加;当土壤基础肥力较高时,企业投入项目用于保持土壤肥力的费用就会相应降低。土壤有机质(SOM)对土壤本质的所有方面都产生强烈影响,它首先是植物氮、磷、钾的主要营养源,作为主要物质和能源调节土壤生物的生态动力,改善土壤结构、保持土壤水分,且被认为是土壤质量和健康的中心指标。土壤质地是土壤的一项非常稳定的自然属性,它可以反映母质的来源和成土过程的某些特征,对土壤肥力有很大的影响,各类作物需要适宜的土壤质地。阳离子交换量(CEC)是指土壤溶液为中性(pH=7)时,每千克土所含的全部交换性阳离子的厘摩尔数。CEC是评价土壤肥力的指标之一,是改良土壤和合理施肥的重要依据之一。土壤的其他物理指标在经过开垦和耕作之后会有很大改变,指标稳定性低;土壤生物环境指标重要性不够,不易测量,且在经过开垦和耕作后会发生很大变化;土壤的生态指标虽说对土壤质量评价具有一定影响,但重要性不够,且不易进行指标量化。

2.2样品采集方法

国际工程中土壤样品采集、保存和运送至检测机构进行检测的困难性要远高于国内工程。在本文推荐的指标体系中,已充分考虑指标数据获取的可行性。土壤质地指标数据可以用手测法现场测得,也可以采集样品进行实验室检测获得。其余指标数据可以经过一次采样,进行实验室检测获得。

2.3土壤质量评价方法

依据现有国内外的相关研究,土壤质量评价都是在一定时空尺度,采用相对质量评价方法进行评价的。然而,受项目所在国科技发展水平的限制,项目所在地一般没有建立统一的土壤质量评价标准或相应的研究体系,项目土壤质量评价很难找到合适的参照指标。我国虽然有许多类型土壤质量评价体系可供参考,鉴于与项目所在国不在同一时空尺度,因此不具备直接使用的可行性。我国幅员辽阔,土壤和作物种类繁多,经过多年研究和实践,产生了很多土壤和作物关系的科研成果,并建立了一些标准或方法,可作为国际农业工程项目土壤质量评价方法的借鉴。本文推荐使用“一览表法”,即将本文推荐的土壤质量评价指标和这些标准进行逐项对照检查,找出各指标存在的差距。在项目开发阶段能够帮助企业进行正确决策,评估项目风险;在项目建设期能够对项目用地进行合理地规划;在项目运营期能够找出土壤管理和改良的方向。

3结束语

土壤采集方法范文6

关键词:花秋镇 油菜;土壤养分;配方施肥

中图分类号: S634.3 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160732042

土壤肥力是土壤为植物生长供应和协调营养条件、环境条件的能力,是衡量土壤生产力的综合指标。土壤养分状况是土壤肥力的基础。掌握土壤肥力状况,才能保持土壤环境的良性循环,以实现农业可持续发展[1]。近几年,由于桐梓县产业结构调整,其他乡镇油菜种植面积不断减少,而花秋镇油菜种植面积一直维稳。大多数农民在不了解土壤肥力的情况下盲目施肥,以致施肥效益下降,造成土壤养分不均衡。因此,摸清桐梓县花秋镇油菜主产区土壤养分状况,结合油菜需肥特性,提出耕地用养结合和充分发挥生产潜力的施肥建议,从而促进当地油菜增产、增收,实现油菜产业可持续发展。

1 材料与方法

1.1 土壤样品采集

按照当地油菜种植面积、地形地貌,土壤类型,肥力高低,室内采用土地利用现状图和土壤图套合,根据套合单元确定取样点,以13.33hm2为一个取样单元进行布点以保证采样点不仅具有典型性和代表性,还要兼顾空间分布的均匀性[2]。根据采样布点图,选择有代表性的地块,采用对角线进行采样,采样深度为0~20cm。采样时间集中在2012―2015年9月底―10月初油菜前茬收获后油菜未施底肥和移栽前。共采集土壤576个土壤样品。

1.2 土壤养分含量分析

采集土样在室内风干后过2mm和0.25mm筛进行室内检测,检测指标包括有机质、全氮、速效磷、速效钾、缓效钾、有效硼。所有化验项目采用实验室常规分析法[3]。

土壤有机质含量的检测采用重铬酸钾容量法-外加热法;土壤全氮含量测定采用全自动定氮仪法;土壤有效磷含量测定采用0.5moL/L碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法;土壤速效钾含量测定采用1moL/L醋酸铵浸提-火焰光度计法;土壤PH值采用电位法(水土比2.5:1);土壤水溶态硼含量的测定采用沸水浸提-姜黄素比色法。

1.3 油菜配方施肥计算 油菜养分平衡补增施法[4]

1.3.1 计算生产200kg油菜需要吸收养分量

经查资料,每形成100kg油菜籽需要吸收纯氮4.57kg,五氧化二磷各2.4kg,氧化钾4.55kg,那么生产200kg油菜籽需要吸收纯氮9.14kg,五氧化二磷4.8kg,氧化钾9.1kg。

1.3.2 土壤可提供养分量

纯氮提供量=土壤碱解氮×0.0864=6.91kg;五氧化二磷提供量=土壤有效磷×0.072kg=2.30kg;氧化钾提供量=土壤速效钾×0.072kg=19.0kg。

1.3.3 应施养分量

应施纯氮:9.14-6.91=2.23kg;应施五氧化二磷:2.4-1.15=1.25kg;应施氧化钾:9.1×0.3=2.73kg。

1.3.4 应施肥料量

公式为应施某种养分量/所施肥料含量×所施肥料的利用率。应施尿素(kg/667m2)=2.23/0.46×0.3365=14.4 kg/667m2;应施普通过磷酸钙(kg/667m2)=2.30/0.16×0.219=65.6 kg/667m2;应施氯化钾(kg/667m2)=2.73/0.6×0.437=10.4kg。

2 结果与分析

2.1 花秋镇油菜主产区土壤PH值分析

由表1可见,花秋镇油菜主产区土壤pH值小于4.5的样本数只有5个,占总样本数的0.8%,pH值在4.5-6.5的样本数有335个,占总样本数的58.2%,参照土壤养分丰缺指标分级标准,土壤属于酸性,pH值在6.5-7.5的样本数有210个,占总样本数的36.5%,土壤属于中性,pH值在7.5-8.5的样本数有26个,占总样本数的4.5%,土壤属于碱性,pH值在大于8.5的样本数为0个,说明油菜主产区没有极碱性土壤。从以上分析可得,花秋镇油菜主产区土壤总体呈酸性和中性。

相关研究表明,油菜对土壤酸碱度反映敏感,其适宜生长的土壤pH值范围为6~7之间[5],也就是酸性和中性土壤之间。而花秋镇油菜主产区土壤pH值总体呈酸性和中性,为此在土壤酸碱度上不需要作特别改良。

2.2 花秋镇油菜主产区土壤有效硼含量分析

相关研究表明,油菜是需硼量高,对硼反映敏感的作物。硼能促进油菜生殖器官的发育,加强花粉的萌发和花粉管伸长,硼能促进油菜植株体内碳水化合物合成和运输,所以油菜的硼营养状况会对其营养生长、生殖生长、产量和品质产生显著影响[6]。由表2可知,花秋镇油菜主产区有效硼含量小于0.2mg/kg的样本数为352个,占总样本数的61.1%,在0.2~0.5mg/kg的样本数为171个,占总样本数的29.7%,说明,花秋镇油菜主产区有效硼含量总体趋势为严重缺硼和轻度缺硼。在严重缺硼的土壤上应用含氧化硼11%的硼砂按照1.58kg/667m2与有机肥、氮磷钾配合施用作基肥,在轻度缺硼的土壤上可以在油菜苗期和抽薹期叶面喷施硼肥。

2.3 花秋镇油菜主产区土壤速效养分含量分析

油菜需要量最大的3种营养元素。氮磷钾配合施用能显著提高油菜产量,促进养分的均衡吸收,明显改善植物生长状况,提高抗性[6]。由表3、4可知,花秋镇油菜主产区土壤碱解氮含量平均值为116mg/kg,最大值为283mg/kg,最小值为32mg/kg,土壤碱解氮含量在100mg/kg以下的样本量为252个,占总样本量的43.7%,在100~200mg/kg的样本量为324个,占总样本量的56.3%;土壤有效磷含量平均值13.8mg/kg,最大值54. 8mg/kg,最小值2mg/kg,土壤有效磷含量在10mg/kg以下的样本量占总样本量的34%,在10~40mg/kg的样本量占总样本量的65%;土壤速效钾平均值132mg/kg,最大值380mg/kg,最小值41mg/kg,速效钾含量在100~250mg/kg的样本量占总样本量的82%;说明花秋镇油菜主产区有近50%土壤面积缺氮和磷,50%以上的土壤面积氮磷钾含量适宜或丰富。

2.4 花秋镇油菜主产区养分应补施量

具体计算过程参见1.3。

由表5可知,根据花秋镇油菜主产区土壤氮磷钾平均含量得知土壤可提供纯氮、五氧化二磷、氧化钾分别为6.91、2.30、19.0 kg/667m2。根据油菜目标产量200 kg/667m2,按照贵州省土肥总站统计生产100kg油菜籽需要吸收纯氮磷钾的量,计算得知油菜需吸收纯氮9.14kg,五氧化二磷4.8kg,氧化钾9.1kg。根据贵州省土肥总站多年田间试验可知,油菜氮磷钾的利用率分别分别为33.65%、21.9%、43.7%,计算可得油菜应补施尿素14.4 kg/667m2,普通过磷酸钙65.6 kg/667m2,氯化钾10.4 kg/667m2。

3 结论

通过在花秋镇油菜主产区采集土样进行化验分析土壤养分含量和油菜养分需求量可知:在花秋镇油菜主产区土壤总体呈酸性和中性,有效硼含量缺乏,土壤速效氮磷有近50%土壤面积缺乏,速效钾含量丰富,建议在油菜主产区增施氮磷硼肥。通过油菜养分补缺增施法计算可知,油菜在单产200 kg/667m2条件下氮磷钾最佳配比为尿素10.4 kg/667m2,普通过磷酸钙65.6 kg/667m2,氯化钾10.4 kg/667m2。

参考文献

[1]包丽琼.临翔区油菜高产高效生产技术[J].种子科技,2012(5):46-47.

[2]赵应学,杨景华,王建新,等.云南临翔区油菜主产区土壤养分调查与配方施肥[J].安徽农业科学,2013,41(29):11647-11649.

[3]包士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,2007:122-130.

[4]徐仁扣,COVENNTRY D R.某些农业措施对土壤酸度和油菜产量的影响[J].农业环境保护,2002,21(5):385-388.

[5]朱飞翔,傅志强,沈建凯,等.施用硼肥对油菜产量的影响[J].作物研究,2009,23(4):252-253.