[发明专利]一种基于扫描电镜定量比较农学试验处理间土壤团聚体特征的方法

说明书

本发明涉及土壤学微形态研究技术领域，提供了一种基于扫描电镜定量比较农学试验处理间土壤团聚体特征的方法。本发明提供的方法将扫描电镜技术和Nano Measurer软件、修图软件相结合，在土壤团聚体高度分离的情况下，直接定性观测原状土壤团聚体微观结构特征，在农学试验中，可定量比较分析不同处理之间团聚体数量和粒径等特征。此外，本发明提供的方法可补充传统筛分法对0.25mm粒径的小团聚体细化分析的不足，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及土壤学微形态技术领域，尤其涉及一种基于扫描电镜定量比较农学试验处理间土壤团聚体特征的方法。

背景技术

土壤团聚体是表征土壤结构的基本单元和重要参数，在一定程度上能反映农田生产力水平，体现农田质量。科学评价土壤团聚体特征对农艺技术措施的响应及其机制，对于采取科学的土壤管理实践，改善土壤健康状况具有重要的理论意义。

相对于传统光学显微镜下的土壤学研究方法，电子显微镜的分辨率(约0.2nm)远高于光学显微镜，已成为获得土壤团聚体信息的便捷工具。电子显微镜主要包括扫描电镜和透射电镜。学者们通过镜下观察，可获取土壤团聚体的孔隙类型及组成、团聚体形貌特征等信息，有助于进一步佐证已有的团聚体形成理论，甚至构建新的团聚体模型。

电子显微镜的放大倍数较小，但可呈现团聚体的三维立体结构，受到许多研究者的青睐。相关研究已在农业生产、土地利用及生态修复等方面取得大量成果。这些研究都已证实从土壤微形态角度揭示自然因素或人为因素造成土壤结构变化的相关机理。但是，由于微形态研究技术涉及到的专业领域有限，基于扫描电镜的土壤微型态研究仍停留在定性研究阶段，在农学试验中不同处理之间无法进行定量比较，因此扫描电镜在土壤学领域应用十分薄弱。此外，传统方法中采用树脂、戊二醛与多聚甲醛等固定土壤团聚体，这种方法较复杂，且会对团聚体特征的准确性产生一定的影响，无法得到完整的单个团聚体的形态特征。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于扫描电镜定量比较农学试验处理间土壤团聚体特征的方法。本发明提供的方法能够采用扫描电镜对农学试验处理间土壤团聚体进行定量分析，且能在土壤团聚体高度分离的情况下，定性观测完整单个土壤团聚体的微观结构特征。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于扫描电镜定量比较农学试验处理间土壤团聚体特征的方法，包括以下步骤：

(1)将不同处理组的土壤分别风干后过筛，得到不同处理组的待测土壤样品；对不同处理组的待测土壤样品分别进行取样，并将所取的土壤样品粘在双面胶带上单层平铺固定，双面胶带的另一面粘在扫描电镜样品台上，采用离子溅射仪对双面胶带表面的土壤样品进行镀金；

(2)采用扫描电镜对镀金后的土壤样品进行观测，每个处理组的土壤样品拍摄一张包含该处理组所有土壤颗粒的全局图像；然后放大标尺，分别对每个处理组的土壤样品所占区域的不同部位进行观测并拍照，得到各个处理组土壤样品不同部位的图像；

(3)参照各个处理组的全局图像，采用修图软件将各个处理组土壤样品不同部位的图像进行拼接，得到各个处理组的拼接图像；

(4)采用Nano Measurer软件对所述各个处理组的拼接图像进行定量分析，统计每个处理组中土壤团聚体的数量和粒径。

优选的，所述步骤(1)中，风干后还包括：将风干后的土壤按裂纹扳开，然后再进行过筛；所述过筛用筛网的孔径为2～3mm，过筛后，取筛下物为待测土壤样品。

优选的，所述步骤(1)中，取样用工具为取样针；每个处理组的待测土壤样品的取样量为0.0100g～0.0500g。

优选的，所述步骤(2)中，全局图像的标尺为50μm～100μm；各个处理组土壤样品不同部位的图像的标尺为200μm～1000μm。