⑴ 土壤樣品的採取有哪些方法
(1)采樣時間:一般認為,在果園果品採摘後至第一次施肥前採集土壤樣品,即采樣時間以秋季為佳。也有學者認為,在果樹開花前的1~2個月均可采樣。由於春季采樣留給化學分析的時間有限,因此,建議最好在秋季采樣。
(2)采樣方法:應根據研究目的和果樹樹齡的不同確定果園土壤的采樣方法。
對於定植前或剛栽植的幼樹,土壤化驗的主要目的是了解土壤肥力的基本性狀,為果園土壤長期管理提供依據。由於這時土壤受果樹生長和不均勻施肥的影響相對較小,因此,土壤肥力相對一致。這時採集土壤樣品時,可以參照農田土壤采樣方法進行。在田間按分對角線、棋盤式或蛇形等方法採集多點混合樣。每個采樣點的取土深度及采樣量應均勻一致,土樣上層與下層的比例要相同,取樣工具應垂直於地面入土,深度相同。若選用小鐵鏟取土,應先挖成一與鏟一樣寬、與耕作層或取樣要求深度相同深的土坑,將土坑一面鏟成垂直面,然後從垂直一面鏟取1~2厘米厚的土樣。
將各點採集的土樣充分混合。混合後的土壤樣品往往太多,尚需採用「四分法」去掉多餘的土樣。具體方法為將混合的土壤攤成圓形,中間劃十字分成四份,然後對角線去掉兩份,若樣品還多,將樣品再混合均勻,再反復進行四分法,直至樣品最終重量要求0.5~1千克左右為止。每個混合樣的樣點數量,應根據地形地貌、肥力均衡性和采樣地塊的大小而定。地形地貌較復雜要多采些,肥力差異較大的地塊相應要比肥力均勻的田塊要多一些,田塊大的要比田塊小的多。一般地塊面積小於10畝,取5~10個點;10~40畝,取10~15個點;大於40畝取15個點以上。
對於成齡果樹,土壤化驗的主要目的是評價土壤養分供應狀況,以指導果園施肥。因此,采樣位置應考慮根系的分布范圍和果樹施肥的不均勻性。采樣應遵循隨機、多點、覆蓋整個果園的原則。對土壤類型相對一致的果園,可採用X或S形方法,在測定果園選擇不少於5~6個果樹,在每個果樹樹冠投影邊緣線30厘米左右的范圍(因這一區域是吸收根分布相對集中的區域),分東、西、南、北四個方向采4個樣;為真實地反映果園土壤的養分供應現狀,建議采樣點應避過當年和先一年的施肥溝。同一果園的不同樣點充分混合,組成混合樣,混合方法同上。采樣可用土鑽或鐵杴,深度一般為0~20厘米或0~30厘米。同一果園,若土壤類型和果樹樹齡等差異較大,建議應分區采樣。采樣時應將果園土壤表層未分解的有機物、雜草等清除後,再開始采樣。
考慮到果園多採用局部施肥方法,且一些果園行間可能套種農作物,施肥量會不同於果樹,有學者建議,分區域分別採集混合土壤樣品。
生產中常常發現,一些果樹生長異常,若懷疑是土壤因素引起,可採集土壤樣品。這時採集土壤時,應准確區別健壯樹和異常樹,分別選5~6株,採集根際及其下層土壤樣品;各樣點土壤不要混合,送專業實驗室分別進行測定。
近年來,一些學者提出以2摩爾/升KCl提取的無機氮(包括銨態氮和硝態氮)作為果園土壤氮素營養診斷指標。這時采樣的深度一般在0~60厘米或0~100厘米的范圍內,按每20厘米一層採集土壤樣品。
採集的樣品放入統一的樣品袋,用鉛筆寫好標簽,內外各一張。標簽內容包括編號、采樣地點、采樣深度、地塊位置、農戶、采樣時間、采樣人等。
在采樣的同時,應進行果園生產及土壤施肥等相關內容的調查,以為正確地作出施肥決策提供參考。主要調查內容包括果園土壤類型、果園面積、建園時間、栽植密度、主栽品種、果樹長勢、果樹產量,近年來的施肥狀況(包括施肥種類、數量、時期等),是否有缺素等。
⑵ 土壤學研究的基本方法有哪些
土壤物理學主要研究土壤中固、液、氣三相體系的物理現象及其變化規律。內容包括:土壤水分的保持和移動及其對植物的有效性,土壤空氣的組成與交換,熱的傳導與轉化,土壤固相的組成與排列,土壤的力學性質和電、磁性質等。
土壤化學主要研究土壤固、液相的化學組成、化學變化以及固液相之間的反應。內容包括土壤固體顆粒的表面化學性質及陽離子交換,土壤溶液及土壤的酸鹼性、氧化還原性等。
土壤生物學主要研究棲居於土壤中的有機體(主要是微生物)的活動及其與土壤中物質轉化和循環的關系。內容包括土壤中微生物的數量、組成及分布規律,碳、氮、磷、硫等元素的生物循環,生物固氮作用以及有機質的分解和腐殖質的形成及其對土壤肥力的影響等。
土壤肥力與植物營養學主要研究土壤供應礦質養分的能力及其影響因子與植物營養的關系。內容包括土壤肥力的實質及其指標,土壤養分的強度因素和容量因素土壤和植物的營養診斷,主要作物對土壤肥力的要求等。
土壤地理學主要研究土壤與自然地理環境的關系,內容包括土壤的形成、分類、分布及土壤調查、制圖等。
土壤礦物學主要研究土壤礦物的結構、組成、性質和化學反應。內容包括粘土礦物和氧化物的數量、組成以及相互間的反應,土壤中各種元素的遷徙狀況,粘粒與有機質之間的相互作用,礦物的形成與轉變以及礦物鑒定等。
土壤管理學主要研究人工措施對土壤和作物生產的影響,內容包括耕作、施肥、灌溉、排水及其他改良、保護措施對土壤肥力、生產力和作物產量的影響。
土壤學經歷了近代150餘年的發展,已經形成了一套較為完整的研究方法,主要有:
野外調查法,即在野外(田間)通過對土壤形成因素和剖面形態的觀察,並結合對周圍自然地理環境和土壤利用情況的綜合分析來掌握土壤的基本特徵。這是研究土壤的形成、分類、分布、肥力特徵以及進行土壤制圖的最基本的傳統方法之一。
實驗室研究,即在實驗室內藉助各種儀器設備和溫室設施等對土壤的物理、化學、物理化學和生物學性質等進行定量或定性的測定,或對土壤肥力水平進行生物學試驗(水培、砂培或土培)和模擬試驗等。
定位研究法,即在田間選定某一土壤或某一地區,對土壤的某種屆性或過程進行長期、系統的觀察測定,以研究其動態變化和發展趨勢及其對土壤性質或肥力的影響。最常用的方法是田間生物試驗法和排水採集器法。
⑶ 古土壤研究方法
古土壤的研究方法與沉積岩的研究方法比較類似,可以分為野外觀察描述和室內分析化驗及微觀結構觀察兩方面。
5.2.4.1野外觀察描述
在野外,古土壤有三個主要特徵有別於其他岩石,這三個方面的特徵是生物痕跡、土壤發生層和土壤結構(Retallack,1988,1990)。古土壤中發現的各種陸生生物痕跡中,化石植物根跡是辨別沉積岩石序列中化石土壤的最好標志。它們是沉積物中曾經有植物生長過的證據,不論還具有其他什麼特徵,它在一定程度上都是化石土壤。古土壤在形成和埋藏過程中,由於受氧化和壓實,在沉積岩中很難看到形態完整的根跡,一般情況下,可通過以下三方面的特徵來識別植物根跡,以區別於蟲孔和其他土壤特徵。
1)不規則管狀形態,向下逐漸變細;
2)向下分叉或從中間向外分叉;
3)由於側向根系周圍的沉積物受壓實而呈似風琴狀。
土壤層是沉積層序中識別古土壤的附加特徵。在多數情況下,土壤層在結構、顏色或礦物含量方面從被侵蝕的古陸地表面向母質層方向呈漸變變化。這種變化通常比紊流或河流點壩沉積形成的粒序層更復雜。在古土壤或土壤中,一般有幾個土壤層,其中的一些土壤層相對於上覆或下伏層,富含粘土、碳酸鹽或有機質。土壤層反映了成土母質在化學或結構上從上向下被改造程度逐漸減弱的成土過程。
土壤具有一些明顯區別於其他沉積物的復雜構造,這些構造在沉積和成岩過程中是不會形成的。受壓實作用的影響,在現今土壤剖面中觀察到的典型土壤自然結構體(ped structure),在大多數古土壤中卻無法保存。在土壤中,作為一般規律,土壤自然結構體的尺寸會隨深度增加而增大,比如從細粒狀變化為塊狀再到稜柱狀。這種垂向變化的殘余構造在一些古土壤中也能觀察到,尤其是在被埋藏之前就已經岩化了的土壤中,如鈣結層。偽背斜構造在許多古土壤中也可觀察到,這種構造由多組平行線(面)——通常為滑擦面、破裂面(後期一般被方解石充填)——以較寬的、略傾斜的向斜和陡峭的、呈尖頭形的背斜的形式構成。如果在古土壤中出現這種構造,則表明原始成土母質膨脹性粘土(如蒙脫石)含量較高,且多形成於排水不良的濕潤環境中。因此,在現代土壤中出現這種構造,一般將其歸為變性土。除此之外,還有柱狀和稜柱狀構造(垂向拉長構造)以及在鈣結層里出現的結晶構造(早期裂縫晶體充填)、蜂窩狀構造、豆粒、薄蓋層等。另外,在古土壤中還可以見到新月形粘土構造,這種構造是由一些頂面向上彎曲、底面也向上彎曲或為平的低振幅、長波長的構造所組成,厚度可達幾厘米,成分為粘土,與層面相平行。
5.2.4.2室內研究
室內研究主要包括礦物學、地球化學分析和土壤微形態特徵觀察三個方面。礦物學研究主要是粘土礦物含量及其組合特徵的分析(Wright,1992);地球化學分析內容比較豐富,包括常量元素、微量元素、稀土元素、穩定同位素等的測定,這些化學元素的組成及含量縱向變化蘊涵著大量的古氣候、古環境信息(趙景波,2001;高全洲等,2001)。在土壤演化過程中,當環境發生變化,土壤的一些特徵諸如化學成分和礦物含量等,也將隨之發生變化或早期形成的構造將被改造。然而,許多微形態學特徵卻保存較好,可以對早期土壤演化階段進行有效的識別(郭正堂等,1996;McCarthy和Martini等,1998)。
(1)礦物學和地球化學特徵
礦物學和地球化學特徵是極其有用的判別標准,尤其是辨別「風化」等級。控制這些等級的基本因素是物質的分解率,通常情況下,上部土壤層分解率較大,隨深度增加而減弱。在風化過程中,各種陽離子被釋放。它們在剖面上的分布可以用來評價風化特性及程度,常用元素有Fe、Al、P、Mn、Na、K、Ca和Si,它們通常以氧化物和氫氧化物的形式存在。可以繪制這些陽離子或氧化物與深度的關系圖,也可以用可動元素與不可動元素的比值。在淋洗作用較強的上部土壤剖面中可動元素與不可動元素的比值較低(Smith和Buol,1968)。
在時代較老的土壤中,由於缺乏明顯的生物特徵,這種化學風化差異性成為識別古土壤強有力的工具。這種現象在硅酸鹽母質和碳酸鹽母質中都可以見到。在這種情況下可以使用痕量元素(Mg、Sr、Na)和穩定同位素(δ8O和δ13C)來識別石灰岩序列的地表暴露面。Mg、Sr和Na是從不穩定的文石(富Sr)和高鎂方解石中析出的,或者高鎂方解石被低鎂方解石所交代也能析出這些元素。在這些變化中,海洋沉積物中的18O被大氣中較輕的160所取代,使得沉積物中的δ18O變輕。當大氣水濾過上覆土壤,來自CO2和土壤酸的同位素較輕的有機碳也被吸收到交代方解石。因此新形成的碳酸鹽具有較輕的δ13C,盡管這種趨勢僅限於土壤剖面比較靠上的部位。
在風化過程中,硅酸鹽被轉變成各種各樣的次級產物,尤其是粘土礦物(Nesbitt和Young,1989)。粘土礦物被廣泛用來鑒別古土壤,尤其是經過高溶濾作用的粘土如高嶺石。蒙脫石在古土壤解釋中是很有用的礦物,但存在由埋藏深度和熱作用導致伊利石化而具有成岩作用特徵的問題。英國威爾士和歐洲大陸的石炭系和侏羅系古土壤的兩項研究表明,伊-矇混層粘土也具有潛在的用途。這些伊-矇混層是由土壤的干-濕交替使得鉀固定下來的成壤作用形成的,而不是埋藏伊利石化形成的(Robinson和Wright,1987)。這種伊-矇混層粘土形成於發育較好的變性土中。
鐵和錳的化合物也可以用來識別特定的土壤形態。成壤作用形成的礦物富集主要發育在鐵質岩殼中。這些岩殼非常富集鐵和鋁的氧化物、氫氧化物(鐵礬土和鐵鋁礬土)以及硅土、鈣質碳酸鹽(鈣質結礫岩)或石膏。
(2)微形態學特徵
微形態學(土壤岩石學)方法是識別古土壤強有力的手段,也就是地質學家過去常用的岩石薄片觀察。該方法已經被成功地運用到鈣質環境和非鈣質環境古土壤的識別(W right和W ilson,1987)。
微形態學研究方法類似於沉積岩石學中的岩類學分析。通過觀察土壤的微形態特徵,可以建立類似於「成岩作用序列」的成壤作用序列(Kem p,1998)。如法國一些土壤的研究中利用顆粒包膜和孔隙充填特徵來研究土壤的形成,這些研究發現顆粒包膜和孔隙充填特徵存在三個生長階段:第一個生長階段是沿細粒粘土切線方向形態清楚的包殼,其次是「臟化」的粉質粘土,最後是分選較差、成分不純含有碳和有機質的粘土。這三個階段被認為是代表了無擾動林地環境中粘土的淀積作用(干凈粘土)、林地消失和水體的流經(「臟化」粘土)以及耕作和土壤熟化(分選差、孔隙充填)(Macphail,1986)。另外,古土壤的微形態學研究還被應用於古環境、古氣候變化分析(Scarciglia和Terribile等,2003;Yong Woo Lee和YongⅡLee等,2003)。
⑷ 用什麼方法鑒別家鄉的土壤
可以帶一些家鄉的土壤,然後去檢測一下,檢測機構可以檢測出你家的土壤屬於什麼