[发明专利]一种土壤颗粒组分物理化学分级方法

说明书

所属技术领域：

本发明采用物理和化学方法分离土壤组分，主要用于土壤碳汇功能、肥力动态功能相关研究。 

背景技术：

土壤肥力是作物生产与植被生长的基础，也是维持全球60多亿人口粮食安全的基础。不同颗粒的组成直接决定了土壤的质地结构，而且土壤养分在不同土壤颗粒和土壤胶粒上的分布直接影响土壤肥力的持久性和有效性。对土壤肥力及其在不同土壤颗粒组成上的分布研究一直为各国科学家们关注的焦点。 

土壤颗粒组成与有机碳在其内分布的差异性，直接影响土壤碳周转的时间以及土壤碳库的库容大小。全球气候变暖趋势明显。多项研究显示，全球平均每年温度升高1.1到6.4度，这有可能导致地球上15%到40%的物种濒临灭绝以及近30亿人口面临缺水。在全球温室效应日益严重的背景下，土壤碳库变化成为一个热点研究领域。在这一全球变化背景下，揭示土壤碳在不同土壤颗粒组成上的变化趋势，有利于了解其对未来气候的响应，加深科学家对土壤碳汇功能形成机制的理解。 

目前已经发明的方法，多是单一的土壤筛分离以及常规水稳性团聚体分离方法，方法繁琐，与土壤功能结合的较差。本发明所提出的土壤组分分级方法，正是从土壤肥力和碳汇功能的角度出发，把土壤细分成五种组分，分别研究各个组分土壤的土壤肥力和碳截获能力，分析哪种组分导致土壤肥力和碳截获能力发生变化。此方法可以使有关土壤肥力和碳汇功能的研究深化到本质机理，从而创造出适合作物生长的土壤环境以及进行有选择的植树造林，提高作物产量，减少碳的排放，缓解全球转暖。 

发明内容：

本专利的目的是运用物理和化学方法对土壤组分进行详细分离，研究各个组分的土壤肥力和碳截获能力，找到哪种组分影响了土壤肥力和碳截获能力。 

为了达到上述目的，本专利采用的技术方案包括： 

1.土样超声分散并湿筛 

将风干土壤样品加蒸馏水用超声波破碎仪超声分散，使土壤溶液获得的能量控制在20-50J ml^-1，并使用63μm孔径土壤筛湿筛，用洗瓶缓慢加水判断，至筛出水清澈为止，土壤被分成大于63μm和小于63μm两份。 

2.密度分级 

将大于63μm的土样加入1.4-1.8gcm^-3NaI溶液混匀，经过静置、离心、抽吸、抽滤和洗涤一系列操作得到颗粒态土壤组分和沙与团聚体土壤组分 

3.离心并抽滤 

将小于63μm的土样在3500r/min条件下离心15分钟，所得上清液在0.45μm滤膜下抽滤，滤液冻干得到可溶性土壤组分。 

4.次氯酸钠氧化 

将0.45μm-63μm土样的粉砂粘土用6%pH=8的次氯酸钠氧化18小时，得到易氧化土壤组分和酸不溶土壤组分。 

5.NaI回收再利用 

密度分级时使用的NaI可以用活性碳吸附、滤纸过滤回收再利用。 

本发明的技术特征： 

1.较常规震荡或煮沸土壤分散比，超声辅助分散速度快,简单易行 

2.一次获得五种土壤组分，成效大。 

3.定量可控能量超声波破碎仪辅助分散，确保土壤颗粒分散而团聚体结构尽量保持。 

4.密度分级时，将清洗滤纸和筒形漏斗的CaCl₂溶液过夜静置，再用尼龙滤网过滤，充分洗掉NaI和CaCl₂，最大限度保持土壤原有成分，尽可能减少颗粒态土壤组分的损失。 

5.可溶性土壤组分真空冻干，不但能够准确获得其重量，而且可以进行可溶性土壤组分结构的研究。 

6.贵重药品NaI回收利用，变废为宝，无污染，节约药品，且NaI密度配置方法容易操作。 

具体实施方式：

本发明将用实施例进行进一步的说明，但是它并不限于这些实施例的任一个或类似实例。 

1.土壤样品：30g风干土样（<2mm） 

2.超声破碎：土样放入烧杯，加入150ml水中，超声破碎仪破碎1分钟，达到22J ml^-1能量。 

3.过筛分离：上述土壤浑浊液，过63μm(240目)土壤筛，湿筛，直至筛出水清澈为止，用洗瓶缓慢加水判断；筛内为>63μm土壤，筛下为<63μm土壤。