一種可分解式采集土壤整段標本的木盒裝置設計①

賈重建，秦海龍，盧 瑛，姜 坤，歐錦瓊，陽 洋，高玉潔

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一種可分解式采集土壤整段標本的木盒裝置設計①

賈重建，秦海龍，盧 瑛*，姜 坤，歐錦瓊，陽 洋，高玉潔

(華南農業大學資源環境學院，廣州 510642)

本文中介紹了一種可分解式野外采集土壤整段標本的木盒裝置及野外具體操作使用流程。對比目前常用的標本采集裝置，有如下優點：①上、下蓋面板可以互用，簡化了裝置的制作過程，對于室內進一步制作標本而言，可以有效選擇更加適合的一面作為土壤觀察面，使用靈活；②裝置的固定措施更加簡易、快捷，固定得也更加牢固，整個過程不需使用釘子，也使操作人員免于受傷；③裝土框與上、下蓋面板可自由拆解，也容易拆解；④結構簡單，制作簡易、快捷，成本低廉，可重復利用。

土壤整段標本；采集；木盒裝置

土壤整段標本是為了進行直觀土壤教學、科學研究或是作為展覽陳列、土壤知識的普及推廣，而選擇具有較強代表性的土壤剖面進行采集、加工制作而成的土壤制品[1-5]。它在土壤地理學研究中具有重要的意義，是研究土壤發生分類及土壤剖面形態的基礎[6]，土壤科學工作者通過觀察研究土壤剖面，能夠獲取大量環境信息、生態信息、生產信息，在土壤科學普及和提高教學質量中發揮重要作用[7]，一直以來備受重視。

土壤整段標本的采集制作主要有以下幾種方法：木盒法、漆皮法和粘結標本法[2, 5-11]。目前常用的是第三種方法或改進而來的方法，即野外采集土柱之后，帶回室內繼續制作加工，因此，土壤整段標本野外采集的好與壞直接決定了標本的優劣。長期以來，土壤整段標本野外采集過程中所使用的木盒裝置多采用釘釘子或者螺絲來固定[5, 11-13]，此法在室內進一步加工制作時會有相當大的麻煩，拆解的過程中有可能造成人員受傷或者裝置損壞，甚至對土壤整段標本造成破壞，裝置本身重復使用率也不是很高。對此，鐘建明和梁文芳[2]、柳維楊等[8]對標本采集裝置進行了改進，改進后的裝置由上、下面板和可折疊翼板構成。此種裝置的優點在于方便套進修好的土柱，但是此種裝置同改進前的木盒裝置都是一面已經固定好的，這要求在木盒套進土柱之前須將剖面完全修平以保證土柱填滿木盒內側，這樣操作的結果是費時費力，且由于人為操作的原因，剖面或多或少會存在凹陷或者凸起，從而導致裝進木盒的土柱不完整。總的說來，現有的標本采集裝置存在如下缺點：固定措施不夠方便，拆解不夠便利，重復使用率低，標本采集過程費時費力，難以保證采集的土柱完整性。

針對目前存在的技術問題，設計了一種新型的較為實用的可分解式野外采集土壤整段標本的新型木盒裝置。

1 本木盒裝置介紹

木盒裝置的結構包括上蓋面板、下蓋面板、裝土框、搭扣以及掛鉤(圖1)；其中上蓋面板、下蓋面板、裝土框的材質均為木質，搭扣和掛鉤的材質均為不銹鋼。上蓋面板和下蓋面板的形狀和大小均相同，長度為1 050 mm，寬度為220 mm，厚度均為20 mm；裝土框的長度為1 050 mm，寬度為220 mm，高度為60 mm，壁厚為20 mm。木盒裝置的規格可根據實際需要做一定調整。

木盒裝置上蓋面板覆蓋在裝土框的一端，下蓋面板覆蓋在裝土框的另一端，上蓋面板、裝土框和下蓋面板之間圍成容納土壤標本的矩形容腔；上、下蓋面板和裝土框均可拆卸式連接，且通過搭扣和掛鉤相互扣合連接，搭扣安裝在裝土框的側面，掛鉤安裝在上、下蓋面板的側面，一個搭扣對應一個掛鉤。裝土框上裝有8個搭扣，兩條矩形長邊上各安裝4個搭扣，其中兩個搭扣與上蓋面板的掛鉤對應，另外兩個搭扣與下蓋面板的掛鉤對應；上、下蓋面板上均裝有4個搭扣掛鉤，矩形長邊上各安裝兩個。

裝置上所使用的搭扣包括固定件和扣環(圖2A)，扣環轉動式安裝在固定件上，固定件安裝在裝土框上，固定件和扣環之間裝有使扣環緊貼裝土框的彈簧，扣環的端部向上或向下伸出裝土框；掛鉤包括固定片和鉤體(圖2B)，鉤體與固定片一體成型，固定片安裝在上蓋面板或下蓋面板上；連接時，扣環扣在鉤體上。

2 實例操作

使用木盒裝置采集土壤整段標本步驟：

步驟一：在已挖掘好的土壤剖面上沿著裝土框內邊刻畫出取土位置(圖3A)；

步驟二：使用工具刀沿著步驟一刻畫線修出長方體土柱，直至裝土框恰好可以套進去(圖3B)；

(1.上蓋面板；2.下蓋面板；3.裝土框；4.搭扣；5.掛鉤)

圖2 搭扣(A)和掛鉤(B)結構示意圖

步驟三：將裝土框套進長方體土柱，裝土框外面露出部分土體(圖3C)，將其輕輕除去，修至與裝土框相平(圖3D)，然后將下蓋面板通過掛鉤扣在裝土框搭扣上(圖3E)；

步驟四：用工具鏟小心將裝有長方體土柱的裝土框與土體分離，并轉移到平整的地面上，下蓋面板接地(圖3F)；

圖3 土壤整段標本采集流程

步驟五：使用工具刀將露出裝土框的土輕輕除去，修至與裝土框相平(圖3G)，將上蓋面板通過掛鉤扣在裝土框搭扣上(圖3H)，做好上下發生層標記，運回室內進一步加工制作。

步驟六：在室內打開上蓋面板，只需克服彈簧的作用力，將扣環向外拉脫離鉤體，即可將搭扣打開。使土壤自然風干，視情況是否可以立即除去裝土框，如標本松散則注膠2 ~ 3次后再除去裝土框，留標本在下蓋面板上繼續加工。

步驟七：待注膠加工完成之后，則是粘貼粗麻布、粘結底板工作，之后將下蓋面板翻轉朝上，將其小心除去。待標本與粘結的底板粘實之后，修出土壤自然結構面，噴膠定型即可。

步驟八：將上、下蓋面板、裝土框清洗干凈，晾干，留待重復使用。

3 本木盒裝置的優點

總的說來，本裝置較前人使用的標本采集裝置具有如下優點：

1) 可以做到上、下蓋面板的互用，簡化了裝置的制作過程，對于室內進一步制作標本而言，可以有效選擇更加適合的一面作為土壤觀察面，使用靈活。

2) 使得標本裝置的固定措施更加簡易、快捷，固定得也更加牢固，整個過程不需使用釘子，也使操作人員免于受傷。

3) 使裝土框與上、下蓋面板可自由拆解，也容易拆解，減少了遭破壞的可能性，且對采集到的土壤標本幾乎沒有破壞。

4) 結構簡單，制作簡易、快捷，成本低廉，可重復循環利用。

[1] 李旭霖, 宋祥云, 潘全良, 等. 區域土壤標本的采集、制作與展列[J]. 土壤, 2015, 47(6): 1209–1213

[2] 鐘建明, 梁文芳. 土壤整段標本采集制作方法的研究[J]. 土壤肥料, 1999, 31(3): 27–29

[3] 鐘建明, 梁文芳, 馬瓊媛, 等. 土壤整段標本的陳列新方法[J]. 安徽農業科學, 2002, 30(6): 935–936

[4] 陳修富. 土壤整段標本陳列的方法與效果[J]. 四川林業科技, 1990, 19(1): 69–71

[5] Van Baren J H V, Bomer W著. 任建煌譯. 土壤整段標本采集和保存的方法[J]. 古今農業, 1989, 2(2): 141–148

[6] 蔣正琦. 土壤整段標本的采集和陳列[J]. 土壤, 1983, 15(1): 20–21, 41

[7] 陳家璉, 戴文蘭, 劉同鄂, 等. 土壤整段標本制作技術的研究[J]. 土壤肥料, 1982, 14(3): 19–21

[8] 柳維楊, 呂雙慶, 姜益娟, 等. 土壤標本及整段標本采集制作方法分析[J]. 安徽農業科學, 2007, 35(32): 10394, 10399

[9] 蔣正琦, 鄭文欽. 斯巴哈倫博士介紹土壤整段標本的采集及制作方法[J]. 土壤, 1984, 16(3): 120–121

[10] Haddad N I, Lawrie R A, Eldridge S M. Improved method of making soil monoliths using an acrylic bonding agent and proline auger[J]. Geoderma, 2009, 151(3/4): 395–400

[11] 吳文輝, 林文榮. 用木板膠粘法制作土壤標本[J]. 江西農業科技, 1983, 11(8): 16–17

[12] 徐禮煜. 國際土壤博物館及土壤整段標本的采集與制作方法簡介[J]. 土壤, 1985, 17(2): 110–112

[13] 格伯P C著, 任建煌譯. 土壤整段標本的制備[J]. 古今農業, 1988, 1(1): 150–151

Design of Disassembly Wooden Box Device for Soil Monolith Collection

JIA Chongjian, QIN Hailong, LU Ying*, JIANG Kun, OU Jinqiong, YANG Yang, GAO Yujie

(College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

A disassembly wooden box device used for soil monolith collection and its applying procedure in field were described in this paper. Compared with the conventional wooden box device, this new device has the following advantages: the top and bottom planks are interchangeable, which simplifies the making process of the device and make it more effectively and flexibly in choosing the more suitable soil observation surface for indoor monolith processing. The fixation measure is simpler and more efficient, and the device is more firmly fastened. No nail is needed in the whole process which can prevent operators from being injured. The top plank, bottom plank and plank frame can be freely and easily disassembled. In general, the device has simple structure, convenient making process, low cost and reusable.

Soil monolith; Collection; Wooden box device

國家自然科學基金面上項目(41271233)、廣東省公益研究與能力建設項目(2014B020206002)和國家科技基礎性工作專項重點項目(2008FY110600, 2014FY110200)資助。

(luying@scau.edu.cn)

賈重建(1987—)，男，山西臨汾人，博士研究生，主要從事土壤地球化學、土壤發生演變研究。E-mail: cjjia@stu.scau.edu.cn

10.13758/j.cnki.tr.2018.01.029

S151

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