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砂質(zhì)土壤整段標本的標本盒和制備整段標本的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種砂質(zhì)土壤整段標本的標本盒和制備整段標本的裝置及方法。該裝置包括標本盒、土柱切割板和粘結(jié)劑，標本盒包括裝土框、固定框、底板、隔板、蓋板，粘結(jié)劑包含丙烯酸樹脂。該方法包括：1)選擇采集剖面；2)成形與裝土框的尺寸一致的土柱；3)將裝土框套在土柱輪廓上，將有固定框的底板扣在土柱上；4)壓住底板，從土表開始對土柱進行切割，同時將土柱切割板沿著切割開的縫隙由土表向下插入，直至切割完成；5)夾緊切割板和標本盒之間的土柱，將土柱取下；6)用粘結(jié)劑進行膠結(jié)定型處理，得到土壤整段標本。本發(fā)明集野外采樣與室內(nèi)展示于一體，制作的整段標本能夠最大程度上保持土柱的原始發(fā)生狀態(tài)，可長期保存和展示。
【專利說明】砂質(zhì)土壤整段標本的標本盒和制備整段標本的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土壤研究【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種砂質(zhì)土壤整段標本的標本盒和制備 砂質(zhì)土壤整段標本的裝置及方法，集野外采樣與室內(nèi)展示于一體，制作完成后的整段標本 可以較好地保持土壤垂直剖面的自然結(jié)構(gòu)，層次分明，可長期保存和展示。

【背景技術(shù)】
[0002] 土壤整段標本是選擇具有較強代表性的土壤剖面，按表土到心土、橫貫整個土壤 剖面的縱向切片標本，經(jīng)采集、制作后常用于科研、教學(xué)、展覽陳列、科學(xué)普及工具。
[0003] 傳統(tǒng)的土壤整段標本采集主體工具內(nèi)徑長約為100cm，寬10-20cm,厚度因采集和 制作方法而異；粘結(jié)劑大多使用聚醋酸乙烯乳液和土壤剖面漆。目前，實際可見的采集制作 方法有以下幾種：第1種方法是沿用20世紀50年代以來的常規(guī)方法，不加任何黏結(jié)劑，用 采樣器將土樣采回，直接放置在木匣內(nèi)。厚度約10cm，標本外觀效果差，重量大，已很少有 人使用，目前能見到的大多是在1979?1990年的全國第2次土壤普查中采集制作的土種 整段標本。第2種方法是先采回土壤樣品，使用聚醋酸乙烯乳液作為黏結(jié)劑，一層土樣一層 黏結(jié)劑制成薄、厚不等的整段標本。這種方法制成的土壤標本發(fā)生層次不明顯，現(xiàn)在大多已 被散裝標本代替。第 3種方法是用聚醋酸乙烯乳液作為黏結(jié)劑澆注土壤剖面壁表面并粘貼 上麻袋布采集極薄的整段標本。這種方法雖然操作簡單，但若以教學(xué)展覽、示范為目的，是 不適用的。第4種方法是華南師范大學(xué)地理系陳家璉、戴文蘭發(fā)明的"板底黏結(jié)薄層土壤整 段標本"法，該法制作的標本優(yōu)點是重量輕（每個重2500g左右），操作簡便，成本較低，對 壤砂土來說，效果很好,能較好保存土壤自然狀況下的顏色、結(jié)構(gòu)，且不易脫落，可成為良好 的教學(xué)與展覽的材料，但不能長久保存。
[0004] 在土壤樣本采集過程中，對于含砂量較高的土壤，土柱樣本在自身重力作用下易 發(fā)生整體性坍塌脫落；另一方面，由于采土器和標本盒是分開的，在將采土器的標本轉(zhuǎn)移至 標本盒的過程中，易造成樣本的連續(xù)性、整體性以及外部形態(tài)受到破壞。在后續(xù)的標本制 作過程中，使用聚醋酸乙烯乳液澆灌砂質(zhì)土壤，易造成土壤剖面的自然狀態(tài)的破壞，另一方 面，土壤顆粒粘結(jié)得不牢固，在展覽陳列過程中，易發(fā)生顆粒的脫落。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為一種新型的土壤整段標本采集制作設(shè)備及工藝，能夠使標本最大程度上 保持土柱的原始發(fā)生狀態(tài)。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種砂質(zhì)土壤整段標本的標本盒，包括裝土框、固定框、底板、隔板、蓋板；隔板位 于裝土框內(nèi)；固定框安裝在底板上，裝土框位于固定框內(nèi)并與底板呈可拆卸式連接。
[0008] 進一步地，所述裝土框與底板通過螺絲釘實現(xiàn)可拆卸式固定連接。
[0009] 進一步地，所述標本盒的外形優(yōu)選為長方形；所述隔板為一個或多個，優(yōu)選為i? 3個，在裝土框內(nèi)等間距布置，用于在分離土柱時，將土柱分割成幾個部分，起到支撐的作 用，使其不易發(fā)生坍塌。
[0010] 一種制備砂質(zhì)土壤整段標本的裝置，其包括上述標本盒、土柱切割板和粘結(jié)劑。
[0011]進一步地，所述粘結(jié)劑包含丙烯酸樹脂，主要用于膠結(jié)土壤機械性顆粒、保護土壤 結(jié)構(gòu)。對于砂質(zhì)土壤，粘結(jié)劑與水的體積比例為1:4?1:3,在實際操作過程中還應(yīng)視具體 情況而定。
[0012] -種采用上述裝置制備砂質(zhì)土壤整段標本的方法，其步驟包括：
[0013] 1)選定土壤標本取樣點，挖掘操作坑并選擇采集剖面；
[0014] 2)成形與裝土框的尺寸一致的土柱；
[0015] 3)將裝土框套在土柱輪廓上，將有固定框的底板扣在土柱上，并與裝土框連接；
[0016] 4)壓住扣在土柱上的底板，從土表開始對土柱進行切割，同時將土柱切割板沿著 切割開的縫隙由土表向下插入，直至切割完成；
[0017] 5)夾緊切割板和標本盒之間的土柱，將土柱取下，并去掉多余的土壤直到土柱厚 度與裝土框高度一致；
[0018] 6)用粘結(jié)劑對標本盒內(nèi)的土壤樣本進行膠結(jié)定型處理，得到土壤整段標本。
[0019] 進一步地，步驟1)根據(jù)光線狀況選擇土壤的采集剖面，操作坑的向北的立面為臺 階面，向南的為采集剖面。
[0020] 進一步地，步驟2)的具體方法是：將裝土框蓋在采集剖面的剖面壁上，用削土刀 沿裝土框的邊緣劃出土柱外形；然后取下裝土框，去掉劃出的土柱外形四周的土壤；再進 一步修理土柱，使其與裝土框的尺寸大小一致。
[0021] 進一步地，步驟3)首先在有固定框的底板的內(nèi)表面墊上紗布，并涂上稀釋的丙烯 酸樹脂，然后再將底板扣在土柱上。
[0022] 進一步地，步驟6)所述粘結(jié)劑包含丙烯酸樹脂，粘結(jié)劑與水的體積比例為1:4? 1:3。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0024] 本發(fā)明為一種新型的土壤整段標本采集制作設(shè)備及工藝，集野外采樣與室內(nèi)展示 于一體，同時使用了一種新型的土壤粘結(jié)劑，可以有效解決砂質(zhì)土壤整段標本采集與制作 過程中的問題，且標本最大程度上保持土柱的原始發(fā)生狀態(tài)，保持土壤垂直剖面的自然結(jié) 構(gòu)。相比采用其他設(shè)備與粘結(jié)劑采集制作的樣本，本發(fā)明具有厚度薄、重量輕、保存時間長、 土壤顆粒不易脫落等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是實施例中標本盒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2是實施例中標本盒結(jié)構(gòu)分解示意圖。
[0027] 圖3A、圖3B、圖3C和圖3D是實施例中土壤整段標本采集過程示意圖。

【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面通過具體實施例和 附圖，對本發(fā)明做進一步說明。
[0029] 本發(fā)明的制備砂質(zhì)土壤整段標本的裝置，包括標本盒、土柱切割板、紗布和粘結(jié)劑 等。
[0030] 圖1是標本盒結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是標本盒結(jié)構(gòu)分解示意圖。如該兩圖所示，標本 盒包括裝土框、固定框、底板、隔板、蓋板。裝土框與底板通過螺絲釘實現(xiàn)可拆卸式固定 連接。裝土框由厚度約lcm的楊木（質(zhì)量輕，不易開裂變形）制作而成，其內(nèi)徑尺寸為 100X10X3cm(圖2中標示的1000、100、30的單位為mm)，底板尺寸為l〇4X14Xlcm。裝土 框的尺寸可以根據(jù)實際情況而定。固定框安裝在底板上，主要由1cm厚的木板制作而成，其 內(nèi)徑尺寸為102 X 12 X lcm。隔板主要由長為10cm,寬為2cm的金屬薄片制作而成，將裝土框 的長側(cè)每隔25cm固定一個隔板，實現(xiàn)其四等分（詳見附圖）。蓋板尺寸為l〇2X12Xlcm， 材料為楊木。
[0031] 土柱切割板由105X15X2cm的鋼板制作而成。粘結(jié)劑主要為丙烯酸樹脂，主要 用于膠結(jié)土壤機械性顆粒、保護土壤結(jié)構(gòu)，對于砂質(zhì)土壤，粘結(jié)劑與水的體積比例為1:4? 1:3,在實際操作過程中還應(yīng)視具體情況而定。紗布為常用普通紗布，尺寸比地板長寬各大 lcm左右。
[0032] 圖3是采用上述裝置進行土壤整段標本采集的過程示意圖，主要包括野外采集階 段和實驗室處理階段。
[0033] 1.野外采集階段：
[0034] 1)選擇采集剖面
[0035] 選定土壤整段標本取樣點，開挖長2. 0m，寬為1. 5m深為1. 2m(具體尺寸應(yīng)視操作 方便為宜）的土坑，根據(jù)光線狀況在操作坑四個立面（四個立面中向北的立面為臺階面，向 南的為采集剖面）中選擇工作剖面，在完成土壤剖面描述記載和分層土壤樣品采集（獲取 相關(guān)信息用于土壤整段剖面的建檔）后，開始采集整段標本。
[0036] 2) 土柱成形
[0037] 在選定的典型的土壤剖面的垂直壁上，將裝土框蓋在剖面壁上，用削土刀在裝土 框的四周，沿裝土框的邊緣從上往下，劃出深溝，溝深為3?5cm，劃出一個長100cm、寬10cm 的矩形。取下裝土框，然后用鋤頭小心沿己劃出的深溝將四周的土鋤去，使土柱凸出，并在 修理好的土柱兩側(cè)出現(xiàn)兩個凹面，凹面的寬度應(yīng)根據(jù)操作方便而定。修理土柱，使其與裝 土框的尺寸大小一致，如圖3A所示。
[0038] 3) 土柱切割
[0039] 將裝土框嵌套于土柱輪廓上，裝土框下端墊鋪襯墊物以支撐土柱及裝土框，用刀 具修整土柱與裝土框水平面平齊（鉛垂吊線）。在有固定框的底板的內(nèi)表面墊上紗布，并涂 上1:1稀釋的丙烯酸樹脂，以使土柱能與底板相互粘接（墊紗布及涂覆丙烯酸樹脂的操作 不是必須的步驟，丙烯酸樹脂的稀釋比例也可以調(diào)整，以不影響土柱的自然結(jié)構(gòu)為宜），然 后將其扣在土柱上，使其與裝土框連接，如圖3B和圖3C所示。然后一人壓住扣在土柱上的 底板，一人用手鋸在距離裝土框開口所在的平面lcm左右的位置，從土表開始對土柱進行 切割，與此同時，再由另一人，用土柱切割板沿著手鋸鋸開的縫隙由土表向下插入，防止切 割開的土柱坍塌，如圖3D所示。同時，裝土框內(nèi)設(shè)有隔板，隔板的高度要比標本盒內(nèi)部的高 度略低，由于在分離土柱時，尤其是對于含砂量較大的土壤，土壤在自生重力的作用下易發(fā) 生坍塌，使用隔板可以將土柱分割成幾個部分，起到支撐的作用，使其不易發(fā)生坍塌。
[0040]切割完成之后，用力夾緊切割板和標本盒之間的土柱，慢慢地將其柱向前傾斜，逐 步放平。然后用手鋸將多余的土鋸松，鋸細，再用毛刷將細土掃去，直到土柱的厚度與裝土 框（3cm)高度一致。用一層牛皮紙覆蓋裝土框，蓋上蓋板，并用繩帶將蓋板和標本盒其他部 位牢固地綁在一起，外邊再包扎防震材料，運回至實驗室。
[0041] 2.實驗室處理階段：
[0042]將野外取回的整段土柱平置，底板在下，解去繩帶，打開蓋板，移去牛皮紙，放置通 風處約1?2天（對于含砂量較多的土壤而言）。然后用粘結(jié)劑對樣本進行膠結(jié)定型處理， 根據(jù)樣本土壤質(zhì)地等物理屬性來調(diào)整丙烯酸樹脂和水的比例，對于砂質(zhì)土壤而言，其丙烯 酸樹脂與水的體積比例一般為1:4?1:3左右。用噴壺將粘結(jié)劑（丙烯酸樹脂：水= 1:4) 均勻噴灑土土柱表面并確保粘結(jié)劑浸透整個標本。為保證膠結(jié)效果，一般周期性噴灑數(shù) 次（應(yīng)視具體情況而定）。將完成上述工藝流程的標本放置于陰涼、干燥、通風處至完全陰 干、固結(jié)。最后，在土柱表面噴布聚甲基丙烯酸甲酯，該試劑是沒有光澤且透明的稀溶液，主 要是為了保存標本的自然結(jié)構(gòu)面及顏色，其中聚甲基丙烯酸甲酯與水的體積比例為1:5? 1:3,可根據(jù)實際情況調(diào)整配比。待干燥后將整段標本放置于展覽架上進行展覽，同時附圖 以及剖面信息資料進行說明。
[0043] 上述實施例中，標本盒采用長方形，這樣當整段標本的長度超過1米長時，使用長 方形可以節(jié)省材料，同時可以減輕標本的重量。在其它實施例中，也可以是正方形、圓形等 形狀，但需要更大的體積，會增加成本。
[0044]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，本 發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種砂質(zhì)土壤整段標本的標本盒，其特征在于，包括裝土框、固定框、底板、隔板和蓋 板，其中，隔板位于裝土框內(nèi)，固定框安裝在底板上，裝土框位于固定框內(nèi)并與底板呈可拆 卸式連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的標本盒，其特征在于：所述標本盒的外形為長方形，所述隔板為 一個或多個。
3. -種制備砂質(zhì)土壤整段標本的裝置，其特征在于,包括權(quán)利要求1所述的標本盒，以 及土柱切割板、粘結(jié)劑。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述粘結(jié)劑包含丙烯酸樹脂,粘結(jié)劑與水的 體積比例為1:4?1:3。
5. -種采用權(quán)利要求3所述裝置制備砂質(zhì)土壤整段標本的方法，其步驟包括： 1) 選定土壤標本取樣點，挖掘操作坑并選擇采集剖面； 2) 成形與裝土框的尺寸一致的土柱； 3) 將裝土框套在土柱輪廓上，將有固定框的底板扣在土柱上，并與裝土框連接； 4) 壓住扣在土柱上的底板，從土表開始對土柱進行切割，同時將土柱切割板沿著切割 開的縫隙由土表向下插入，直至切割完成； 5) 夾緊切割板和標本盒之間的土柱，將土柱取下，并去掉多余的土壤直到土柱厚度與 裝土框高度一致； 6) 用粘結(jié)劑對標本盒內(nèi)的土壤樣本進行膠結(jié)定型處理,得到土壤整段標本。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：步驟1)根據(jù)光線狀況選擇土壤的采集剖 面，操作坑的向北的立面為臺階面，向南的為采集剖面。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟2)的具體方法是：將裝土框蓋在采集 剖面的剖面壁上，用削土刀沿裝土框的邊緣劃出土柱外形；然后取下裝土框，去掉劃出的土 柱外形四周的土壤；在進一步修理土柱，使其與裝土框的尺寸大小一致。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：步驟3)首先在有固定框的底板的內(nèi)表面墊 上紗布，并涂上稀釋的丙烯酸樹脂，然后再將底板扣在土柱上。
9·如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：步驟6)所述粘結(jié)劑包含丙烯酸樹脂，粘結(jié) 劑與水的體積比例為1:4?1:3。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：在步驟6)之后，在土柱表面噴布聚甲基丙 烯酸甲酯，以保存標本的自然結(jié)構(gòu)面及顏色。
【文檔編號】G01N1/04GK104215469SQ201410406082
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】曹祥會, 雷秋良, 龍懷玉, 岳現(xiàn)錄, 徐明月 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所