CN104343446A - 一种微生物结皮土壤柱的取样装置和方法 - Google Patents

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牛存洋
阿拉木萨
刘亚
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/02—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil

Abstract

本发明涉及一种微生物结皮土壤柱的取样装置，包括：环刀、pvc管和顶推器；pvc管与环刀相对设置；用于取样的土壤通过环刀取出，环刀内的土壤由顶推器从环刀内推入到pvc管中；其取样方法包括先用环刀取土壤柱，并将pvc管放在环刀上口对齐，在环刀下口用顶推器将土壤柱缓慢原状推入pvc管，将pvc管底部封住并埋入土壤中。本发明将土壤柱一次性完整的转移到pvc管中，简单实用，既能节省成本，又能够很好的保持结皮土壤柱结构的完整性。

Description

一种微生物结皮土壤柱的取样装置和方法
技术领域
本发明涉及一种微生物结皮的取样装置和方法，主要是针对林地微生物结皮的取样方法。
背景技术
微生物结皮在干旱区生态系统中扮演着重要的角色，它可以影响干旱区土壤的结构、功能、生产力，包括土壤稳定性、土壤保水力、碳、氮的固定和土壤的肥力等。在开展微生物结皮对林地、沙地等土表蒸发的研究中，由于林地沙壤土疏松的特点，结皮与土壤连接的不够紧密，在进行土壤结皮相关试验中，需要取样结皮和其下的土壤具备完整的结构，环刀取土壤柱后用传统铲将其转移到pvc管中会破坏原状结皮和土壤的结构，造成表面结皮碎裂、土壤结构破坏等；另外，如果用环刀直接取结皮土壤柱后，将环刀土柱原样埋入土壤进行试验，后期试验需要32个左右的处理，不仅加大了试验的成本而且在后期模拟降雨的过程中，有可能环刀生锈会影响结皮土壤柱的理化性质等，因此既需要降低试验成本又需要完整的转移带结皮的土壤柱存在一定困难。
发明内容
针对现有技术的不足，保证一次性完整的取出结皮土壤柱，本发明提供一种林地结皮土壤柱取样方法，能简便并在不破坏原状土壤结构的条件下转移土壤柱。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种微生物结皮土壤柱的取样装置，包括：环刀、pvc管和顶推器；pvc管与环刀相对设置；用于取样的土壤通过环刀取出，环刀内的土壤由顶推器从环刀内推入到pvc管中。
所述环刀为两端开口的中空圆柱体。
所述pvc管为两端开口的中空圆柱体。
所述环刀与pvc管的内径相等。
所述顶推器包括圆盘和柄柱；所述柄柱为棒体；所述圆盘端面的直径大于柄柱端面的直径。
所述圆盘的一个端面中心与柄柱的一端垂直连接。
所述圆盘的直径小于环刀和pvc管的内径。
一种微生物结皮土壤柱的取样方法，包括以下步骤：
1）土壤的选取：选择表面完整的结皮试验区域；
2）挖土样：将结皮表面用喷雾器喷水湿润；然后将环刀有刃的一端朝下，用铁锤敲打环刀使其插入土壤，待土壤柱表面结皮层离环刀上口一定距离处停止敲打，用铁锹挖去环刀周围的土，用铁铲将土壤柱托起放到平坦地面；
3）分离土样：将pvc管套在环刀的上口，对齐后用胶带固定；将放有带土的环刀和pvc管的铁铲端起，放置在一定高度的平坦位置；水平撤掉铁铲的同时，将顶推器的圆盘置于环刀刃口的下面，使顶推器的圆盘完全封住环刀的刃口面；然后固定环刀和pvc管，上推顶推器，直至结皮层表面离pvc管上口一定距离处停止；
4）保存土样：将pvc管与被移空的环刀分离后，移开顶推器，用胶带将pvc管的底面封住；将封好的pvc管埋入土壤，上口露出地面，取样完成。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明主要是在保证结皮和土壤结构的完整性的基础上，利用环刀取原状土壤柱，用顶推器顶住环刀的下口，缓慢的上推顶推器，将土壤柱一次性完整的转移到pvc管中，此方法简单实用，既能节省成本，又能够很好的保持结皮土壤柱结构的完整性。
2.本发明是用pvc管保存取出的结皮土壤柱，能防锈，优于传统的用环刀保存结皮土壤柱。
3.本发明的装置采用环刀、pvc管以及顶推器（包括圆盘和柄柱），其中环刀和pvc管的内径和厚度均相等，方便转移完整的结皮土壤柱；另外，圆盘的直径小于环刀和pvc管的内径，减小了顶推器向上助推土壤柱过程中产生的的摩擦力，从而避免了由于过度摩擦土壤柱而造成对土壤结构破坏。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
(1a)环刀结构示意图；
(1b)pvc管结构示意图；
(1c)顶推器结构示意图；
图2是本发明的取样方法示意图；
(2a)环刀取土示意图；
(2b)分离土样示意图一；
(2c)分离土样示意图二。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明涉及一种林地微生物结皮的取样方法。应用该方法可以在保持原状结皮和土壤结构完整性的基础上将表面结皮的土壤柱转移到试验容器（pvc管）中，从而对取出的结皮土壤柱进行试验。该方法是：先用环刀取土柱，并将pvc管放在环刀上口对齐，在环刀下口用顶推器将土壤柱缓慢原状推入pvc管的过程。
如图1中的图(1a)、图(1b)、图(1c)所示，该方法涉及的仪器主要包括环刀1（内径13.3cm，高14cm，厚度2mm）、顶推器3主要包括两个部分，圆盘4和柄柱5（圆盘直径13.1cm，厚度2mm，柄长20cm，柄柱直径1cm）、pvc管2（管壁厚2mm，内径13.3cm，高度14cm），如图1。环刀1主要用于取结皮土壤柱，顶推器3是将土壤柱转移到pvc管的助推器，pvc管2是盛放结皮土壤柱用来做试验用的装置，使用时套置于环刀1无刃的一端上面。
如图2所示，具体取样步骤如下：
1、如图(2a)所示，首先选择表面完整的结皮试验区域，将结皮表面用喷雾器喷水湿润，防止结皮干燥碎裂；然后根据试验计划中首先取结皮土壤柱的要求，将环刀1有刃的一端朝下，用铁锤轻轻敲打环刀，环刀1缓慢落入土壤，待土壤柱表面结皮层距环刀1上口3mm处停止敲打，用铁锹挖去环刀1周围的土，用长宽均为20cm，厚度为1mm的正方形铁铲将土壤柱托起放到平坦地面。
2、如图(2b)所示，将pvc管2套在环刀1的上口，对齐后用胶带粘连固定，为确保顶推器3上推的过程中pvc管2不掉落。然后将放有带土环刀1和pvc管2的铁铲轻轻端起，放置在适当高度的平坦位置。
3、如图(2c)所示，一人缓慢移动铁铲，另一人将顶推器3的圆盘4缓慢移到环刀1刃口的下面，直至顶推器3的圆盘4完全封住环刀的刃口面，然后确保环刀1和pvc管2稳固放置的条件下，缓慢上推顶推器3，上推的过程中要匀速，以保证土壤结构不被破坏，直至结皮层6表面距pvc管2上口3mm处停止上推。
4、将被移空的环刀1和pvc管2分离后，缓慢移开顶推器3的圆盘4，用胶带将pvc管2的底面封住，确保降雨不外渗。将封好的pvc管2埋入土壤，上口露出地面2cm，取样完成。
本取样方法适用于探讨微生物结皮层对土表蒸发的影响，通过对不同类型土壤柱（例如流沙地和林地）分别进行覆盖结皮和模拟降水处理，结皮选择苔藓和藻类结皮，观测覆盖结皮和模拟降水处理下的蒸发过程，并将结皮对地表蒸发的影响分解为封闭效应和截持效应，分析两种效应各自的变化特点及其关系，探讨结皮对地表蒸发的影响。

Claims (8)

1.一种微生物结皮土壤柱的取样装置，其特征在于包括：环刀（1）、pvc管（2）和顶推器（3）；pvc管（2）与环刀（1）相对设置；用于取样的土壤通过环刀（1）取出，环刀（1）内的土壤由顶推器（3）从环刀（1）内推入到pvc管（2）中。
2.根据权利要求1所述的一种微生物结皮土壤柱的取样装置，其特征在于：
所述环刀（1）为两端开口的中空圆柱体。
3.根据权利要求1所述的一种微生物结皮土壤柱的取样装置，其特征在于：
所述pvc管（2）为两端开口的中空圆柱体。
4.根据权利要求1所述的一种微生物结皮土壤柱的取样装置，其特征在于：
所述环刀（1）与pvc管（2）的内径相等。
5.根据权利要求1所述的一种微生物结皮土壤柱的取样装置，其特征在于：
所述顶推器（3）包括圆盘（4）和柄柱（5）；所述柄柱（5）为棒体；所述圆盘（4）端面的直径大于柄柱（5）端面的直径。
6.根据权利要求4所述的一种微生物结皮土壤柱的取样装置，其特征在于：
所述圆盘（4）的一个端面中心与柄柱（5）的一端垂直连接。
7.根据权利要求5所述的一种微生物结皮土壤柱的取样装置，其特征在于：
所述圆盘（4）的直径小于环刀（1）和pvc管（2）的内径。
8.一种微生物结皮土壤柱的取样方法，其特征在于包括以下步骤：
1）土壤的选取：选择表面完整的结皮试验区域；
2）挖土样：将结皮表面用喷雾器喷水湿润；然后将环刀有刃的一端朝下，用铁锤敲打环刀（1）使其插入土壤，待土壤柱表面结皮层离环刀（1）上口一定距离处停止敲打，用铁锹挖去环刀周围的土，用铁铲将土壤柱托起放到平坦地面；
3）分离土样：将pvc管（2）套在环刀（1）的上口，对齐后用胶带固定；将放有带土的环刀（1）和pvc管（2）的铁铲端起，放置在一定高度的平坦位置；水平撤掉铁铲的同时，将顶推器（3）的圆盘（4）置于环刀刃口的下面，使顶推器（3）的圆盘（4）完全封住环刀（1）的刃口面；然后固定环刀（1）和pvc管（2），上推顶推器（3），直至结皮层（6）表面离pvc管（2）上口一定距离处停止；
4）保存土样：将pvc管（2）与被移空的环刀（1）分离后，移开顶推器（3），用胶带将pvc管（2）的底面封住；将封好的pvc管（2）埋入土壤，上口露出地面，取样完成。
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