一種可分解式采集土壤整段標(biāo)本的木盒裝置設(shè)計(jì)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(biāo)本的木盒裝置設(shè)計(jì)①

賈重建，秦海龍，盧 瑛*，姜 坤，歐錦瓊，陽 洋，高玉潔

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)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(biāo)本的木盒裝置及野外具體操作使用流程。對(duì)比目前常用的標(biāo)本采集裝置，有如下優(yōu)點(diǎn)：①上、下蓋面板可以互用，簡化了裝置的制作過程，對(duì)于室內(nèi)進(jìn)一步制作標(biāo)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(gè)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(jié)構(gòu)簡單，制作簡易、快捷，成本低廉，可重復(fù)利用。

土壤整段標(biāo)本；采集；木盒裝置

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

土壤整段標(biāo)本的采集制作主要有以下幾種方法：木盒法、漆皮法和粘結(jié)標(biāo)本法[2, 5-11]。目前常用的是第三種方法或改進(jìn)而來的方法，即野外采集土柱之后，帶回室內(nèi)繼續(xù)制作加工，因此，土壤整段標(biāo)本野外采集的好與壞直接決定了標(biāo)本的優(yōu)劣。長期以來，土壤整段標(biāo)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(nèi)進(jìn)一步加工制作時(shí)會(huì)有相當(dāng)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(duì)土壤整段標(biāo)本造成破壞，裝置本身重復(fù)使用率也不是很高。對(duì)此，鐘建明和梁文芳[2]、柳維楊等[8]對(duì)標(biāo)本采集裝置進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置由上、下面板和可折疊翼板構(gòu)成。此種裝置的優(yōu)點(diǎn)在于方便套進(jìn)修好的土柱，但是此種裝置同改進(jìn)前的木盒裝置都是一面已經(jīng)固定好的，這要求在木盒套進(jìn)土柱之前須將剖面完全修平以保證土柱填滿木盒內(nèi)側(cè)，這樣操作的結(jié)果是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且由于人為操作的原因，剖面或多或少會(huì)存在凹陷或者凸起，從而導(dǎo)致裝進(jìn)木盒的土柱不完整?？偟恼f來，現(xiàn)有的標(biāo)本采集裝置存在如下缺點(diǎn)：固定措施不夠方便，拆解不夠便利，重復(fù)使用率低，標(biāo)本采集過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難以保證采集的土柱完整性。

針對(duì)目前存在的技術(shù)問題，設(shè)計(jì)了一種新型的較為實(shí)用的可分解式野外采集土壤整段標(biāo)本的新型木盒裝置。

1 本木盒裝置介紹

木盒裝置的結(jié)構(gòu)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(zhì)均為木質(zhì)，搭扣和掛鉤的材質(zhì)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(guī)格可根據(jù)實(shí)際需要做一定調(diào)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(biāo)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(cè)面，掛鉤安裝在上、下蓋面板的側(cè)面，一個(gè)搭扣對(duì)應(yīng)一個(gè)掛鉤。裝土框上裝有8個(gè)搭扣，兩條矩形長邊上各安裝4個(gè)搭扣，其中兩個(gè)搭扣與上蓋面板的掛鉤對(duì)應(yīng)，另外兩個(gè)搭扣與下蓋面板的掛鉤對(duì)應(yīng)；上、下蓋面板上均裝有4個(gè)搭扣掛鉤，矩形長邊上各安裝兩個(gè)。

裝置上所使用的搭扣包括固定件和扣環(huán)(圖2A)，扣環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)式安裝在固定件上，固定件安裝在裝土框上，固定件和扣環(huán)之間裝有使扣環(huán)緊貼裝土框的彈簧，扣環(huán)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(shí)，扣環(huán)扣在鉤體上。

2 實(shí)例操作

使用木盒裝置采集土壤整段標(biāo)本步驟：

步驟一：在已挖掘好的土壤剖面上沿著裝土框內(nèi)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(jìn)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(jié)構(gòu)示意圖

步驟三：將裝土框套進(jìn)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(zhuǎn)移到平整的地面上，下蓋面板接地(圖3F)；

圖3 土壤整段標(biāo)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(fā)生層標(biāo)記，運(yùn)回室內(nèi)進(jìn)一步加工制作。

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

步驟七：待注膠加工完成之后，則是粘貼粗麻布、粘結(jié)底板工作，之后將下蓋面板翻轉(zhuǎn)朝上，將其小心除去。待標(biāo)本與粘結(jié)的底板粘實(shí)之后，修出土壤自然結(jié)構(gòu)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(fù)使用。

3 本木盒裝置的優(yōu)點(diǎn)

總的說來，本裝置較前人使用的標(biāo)本采集裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1) 可以做到上、下蓋面板的互用，簡化了裝置的制作過程，對(duì)于室內(nèi)進(jìn)一步制作標(biāo)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(biāo)本裝置的固定措施更加簡易、快捷，固定得也更加牢固，整個(gè)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(duì)采集到的土壤標(biāo)本幾乎沒有破壞。

4) 結(jié)構(gòu)簡單，制作簡易、快捷，成本低廉，可重復(fù)循環(huán)利用。

[1] 李旭霖, 宋祥云, 潘全良, 等. 區(qū)域土壤標(biāo)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(biāo)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(biāo)本的陳列新方法[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2002, 30(6): 935–936

[4] 陳修富. 土壤整段標(biāo)本陳列的方法與效果[J]. 四川林業(yè)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(biāo)本采集和保存的方法[J]. 古今農(nóng)業(yè), 1989, 2(2): 141–148

[6] 蔣正琦. 土壤整段標(biāo)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(biāo)本制作技術(shù)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(biāo)本及整段標(biāo)本采集制作方法分析[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 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(biāo)本的采集及制作方法[J]. 土壤, 1984, 16(3): 120–121

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

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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(xué)基金面上項(xiàng)目(41271233)、廣東省公益研究與能力建設(shè)項(xiàng)目(2014B020206002)和國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)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(xué)、土壤發(fā)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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