生物要素采样和调查方法Word下载.doc
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生物要素采样和调查方法Word下载.doc
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表7-1样品采集登记表
样品号
样品名称
采样地点
采样时间
采集部位
植物物候期
土壤类型
分析项目
采样人
备注
2.2植物样品的采集
对农作物采样时事先准备好抽样袋(保鲜袋、纸箱、标签、封条)等抽样工具,并保证这些用具和容器洁净、干燥、无异味,不会对样品造成污染。
采样过程不应受雨水、灰尘等环境污染,采样时间要根据作物不同品种在其种植区域的成熟期来确定。
作物植株组织样品的采集,样株数应视作物种类、株间变异程度、株型大小等因素而定。
一般在各采样小区内取一个代表样品,此代表样品是从此小区中不同地点的5个~10个样品混合而成的。
采集后需要立即将各不同器官(如:
叶片、叶鞘、叶柄、茎、籽粒等部位)剪开,以避免养分转移,同时不能将各器官随意混合。
籽粒样品的采集,按照植株组织样品的采集方法,选定样株后脱粒、混匀,四分法缩为250g样品。
大粒种子如花生、大豆、棉籽等可取500g。
采样时应选择完全成熟的种子,风干后去杂和挑去不完整粒。
在采集植物样品的过程中应注意选择监测样地内具有代表性的植株,避免采集遭受病虫害或机械损伤以及监测小区边际的样品。
在分析微量元素或植株上有肉眼可见的污染时,需要对植株样品进行洗涤,洗涤在植株新鲜状态下进行,避免易溶性养分从死亡的组织中洗出,影响测定结果。
若采集的样品为根部,在取出根系时,应尽量保持根系的完整。
2.2.1收获物样品的采集
作物成熟后,将采样小区周围的边行除去,收获小区中央部分,然后在折算成全小区的产量。
小麦、水稻等密集型禾本科作物,收获面积最小不能小于5m2。
对于玉米等高秆稀播作物,采样小区收获面积不能小于10-20m2。
收获时除去边行一来可以避免边行效应引起的误差,二来收割的面积减小,可节省大量劳动力,三可以方便收获物的正确称量。
从收割区割下的植株中多点、填机取样。
小麦水稻等作物取出的样品随即将样品用口袋装好,不使籽粒和茎叶散落损失。
取过祥的收获物全部称重,进行脱粒,籽粒扬净后称重。
收获的总量扣除籽粒重,即为茎秆重量。
采集的收获物样品,进行人工精细脱粒。
籽粒和茎杆准确称重,重量应加入到收割区收获的总重量中去。
籽粒样品风干后留作分祈之用,并从中取出部分测定籽粒含水量。
茎秆样品风干后,用轧刀尽量轧碎,均匀,多点取出一部样品留作分祈之用,并另取一都分测定含水量。
象玉米等作物的茎秆群品,取样量较大,茎秆又分茎、叶、果穗包叶,穗轴等不同部位,就是轧碎后取样,也难于取样准确。
为此尽可能用粉碎机将所取茎杆样品全部粉碎,混合均匀后用分样器或四分法采集所需数量的分析样品。
2.2.2棉苗样品的采集
移栽进入小区的棉苗及土壤必须进行称重。
并在移栽前从中多点、随机取出新鲜样品500g,准确称重后,放入105℃的鼓风烘箱中烘10-30分钟,进行杀青处理。
然后再将样品放在布口袋或纸口袋重,在50℃的鼓风烘箱中烘4-8小时,使其迅速干燥。
干燥后的样品再次称重,测出棉苗含水量。
干燥后的样品留作分析之用。
土壤则自然风干后分析养分。
根据棉苗及土壤的养分含量和移栽入小区的量,可计算出由棉苗带入土壤的养分。
2.2.3种子样品的采集
采集经过精选,准备播种用的植物种子500克左右,取出部分测定含水量,其余留做分析之用。
根据播种量和种子养分含量,可计算出由此自带入土壤的养分量。
2.3植物根系样品的采集
2.4.1挖掘法
挖掘法采集的根系样品可提供植物完整根系自然生长的清晰图象。
对每条根的长度、体积、形状、颜色、分布、状态及养分对其影响均可进行测定或观测。
采样时首先要选好有代表性的样株,然后进行掘沟挖掘。
壕沟与植株茎部的距离对于禾本科或其它草本植物一般以2Ocm-8Ocm距离为宜,具体按不同植物种类和生长阶段而定(W.伯姆,1985)。
挖掘时尽量减少根系损失量。
挖掘出的带泥土的根系故人盛有水的容器内进行冲洗,然后即可进行形态特征的观测。
如果需要测定根系中养分含量,可将洗净的根系样品按植物组织样品处理方法进行烘干和粉碎。
挖掘法的缺点是劳动强度大和消耗时间,另外对高大植物的根系研究误差较大。
2.4.2土钻法
土钻法是采集一定容积土壤根系样品的最适宜方法(用的工具包括手钻和机械钻。
取根样的手钻一般钻筒高l5cm,内径7cm,钻筒上端固定一个中空的柄,长1OOcm,可采1OOcm深的根系样品。
钻筒的外缘为锯齿形,钻柄的中央装有一个操纵杆,下部连着一个圆盘式筒塞,便于使钻筒内的土柱推出。
田间采样路线和采样原则和植物组织样的采集相同。
每个采样区的采样点数一般不少于5个。
土钻法采集的根样可用于研究根系
空间分布等。
采集的土柱根系样品同样可放大盛有水的容器内进行冲洗,然后进行形态特征
观测或经处理后进行养分分析测定。
3植物样品的制备和保存
将植株样品装在布口袋或纸口袋中,风干或烘干处理,烘干后的样品放在植物粉碎机中研磨,全部通过0.3-0.5mm孔径的筛网。
全部待分析的样品必须一起粉碎,然后用分样器或4分法取得适量的分析样品。
植物籽粒样品则需风干、去杂和挑去不完整粒,用磨样机或研钵磨碎,使之全部通过0.5mm-lmm筛,贮于广口瓶中,贴好标签备用。
3.1植物样品的干燥
擦净或洗净的样品要尽快在干燥处风干或用恒温烘箱烘干。
烘干时要用适宜的温度,常用的烘干方法有:
3.1.1在不超过105℃温度下短时间(15min~30min)干燥(或杀青),然后降温至60℃~70℃烘干;
籽粒等样品可直接在70℃~80℃下,烘至样品干燥适于研磨或粉碎为止。
3.1.2为避免CO2、NH3及其他挥发性化合物的损失,则可用不低于40℃的低温长时间进行干燥。
3.2植物样品粉碎
为使试样的组成更为均匀和易于进行分析,须将风干或烘干的样品研磨粉碎并均匀混合。
谷类的果实样品必须先脱壳再进行粉碎。
植物试样过筛一般没有标准筛孔规定,但不能磨得过细,以免灰化时引起微粒飞失。
对多数分析要求来说,过0.5mm~1mm筛即可;
若称样仅1g~2g者,宜用0.5mm筛;
称样小于1g者,须用筛孔为0.25mm或0.1mm的筛子。
若测定试样中的微量元素,研磨分析样品的细度亦相当重要,至少过0.8mm筛子,并混合均匀。
用于微量元素测定的样本在制备时应该特别防止可能引起的污染。
在干燥箱中烘干时,应该防止金属粉末的污染;
在研磨时,为防止金属器械对样本的污染,最好使用玛瑙研钵并过尼龙筛。
也可选用特制的不锈钢磨或瓷研钵。
如果要准确的分析铁元素含量,必须在玻璃或者玛瑙研钵上研磨。
3.3样品的保存
及时有效的对野外采集的样品进行正确保存,是保证样品室内化验分析取得准确结果的前提条件,也是长期生态监测和研究的需要。
样品的保存方法和保存时间,随实验、监测目的不同而不同,也因样品特性不同而不同。
3.3.1.新鲜样品的保存
在烘干过程中样品可能发生化学变化,如糖焦化或淀粉被酸性汁液水解等,因此最好用新鲜样品测定这类成分。
若不能立即分析,样品应冷藏。
新鲜样品是指那些从刚从野外采集的活的植物体,如植物的叶、花、果、根等,也包括整棵植株。
这些活的植物体采集后,如不及时正确保存,可能会因失水和呼吸代谢等原因而萎蔫,体内各成分含量也会发生变化,影响分析结果。
对于新鲜样品的保存,一般采取冷冻法保存。
某些新鲜样品(如打碎的瓜果样品)也可用酒精保存;
将已称量的新鲜样品加入足够量的沸热的中性95%乙醇,使其最后浓度达80%±
20%,再在水浴上回馏30min。
需要进行生化分析的样品或需要保存较长时间再进行分析的样品,可用液氮罐保存或超低温冰箱保存,对一般要进行养分、热量或矿物质分析的样品可用一般冰箱进行常规冷冻保存。
在野外采样时,应携带内加冰块的保温瓶或小型液氮罐,将采集的植物样品及时放入保温瓶(罐)中,回到实验室后对样品进行适当处理后在放入冰箱或大的液氮罐中保存。
新鲜样品保存前,应根据需要进行适当处理,如剪成小段,捆扎、装如信封或用塑料膜包装等,并挂上标签,写明样品名称、采样地点和编号等。
对保存的新鲜样品应定期进行检查,防止混淆拿错或散失。
3.3.2.干燥样品的保存
干燥样品是指经过自然干燥或烘干后的样品。
干燥样品的保存一般较新鲜样品容易,在正常室温下,只要保持干燥、僻光和防止霉变、虫蛀等,就能使样品保持较长时间。
干燥样品保存前,为避免占用较大空间,可在烘干后及时将其粉碎。
粉碎后,将其装入透气的纸袋或信封内,写明样品名称、采样地点和编号等,然后放入干燥皿中保存,也可置于自然干燥通风处保存。
或储存于有磨口的广口玻璃瓶或广口塑料瓶中,内外贴上标签备用。
对于已烘干的试样,在研磨或储存过程中,仍会吸收一些水分,因此在精密分析工作时,称样前须在65℃下烘12h~24h或90℃下烘2h。
称样时应充分混匀后多点采取,在称样量少而样品相对较粗时更应该注意。
分析后剩余的试样若需长期保存,则需再次烘干样品,然后进行灭菌处理(如用γ射线),再瓶装并用石蜡密封保存。
保存的干燥样品,要定期进行检查,防止霉变、虫鼠危害。
4野外调查方法
4.1农田环境要素
灌溉方式及作物布局为农户调查。
其中,灌溉方式包括漫灌、畦灌、沟灌、低压管道灌溉、喷灌、滴灌、渗灌等;
作物布局包括作物种类、品种组成、面积比例,以及种植的空间配置。
4.2耕作制度的调查
耕作制度,也称农作制度,是指一个地区或生产单位的农作物种植制度以及与之相适应的养地制度的综合技术体系;
以种植制度为中心,养地制度为基础。
种植制度是指一个地区或生产单位的作物组成、配置、熟制与种植方式的综合。
包括确定种什么作物(粮食作物、经济作物、饲料作物、蔬菜、果树、牧草等),各种什么,种在哪里,即作物布局问题;
作物在耕地上一年种一茬还是一年种几茬?
还是哪一个生长季节或哪一年不种?
即复种或休闲问题;
种植作物时,采用什么样的方式,即单作、间作、轮作、混作、套作或移栽;
不同组物生长季节或不同年份作物的种植如何安排,即轮作或连作问题。
养地制度是与种植制度相适应的以提高土地生产力为中心的一系列技术措施,包括农田基本建设、土壤培肥与施肥、水分供应平衡、土壤耕作以及农田保护等。
4.2.1调查内容
耕作制度的调查主要包括作物组成、历年复种指数与典型地块作物轮作顺序、主要作物肥料(/农药/除草剂)等投入量、主要作物生育期水分供应情况。
监测位点为综合观测场及2-4个面积不少于8ha的站区调查点。
在站区调查点进行农户调查和自测,综合观测场自测。
详细记录农田类型、作物复种指数、轮作体系、监测开始年份的作物、当年作物。
监测频次为1次/年,监测时间为每年的10月。
4.2.2调查步骤
a.实验室内整理需要调查监测的内容,并制作好调查记录表。
b.进行实地调查。
包括植被、耕地利用类型、作物分布、主要种植方式等,并对基础性资料进行验证,绘制作物分布与土地利用示意图。
c.典型调查。
详细调查作物布局、轮连作、间套作类型与技术、土壤耕作、施肥灌水等内容。
d.数据整理。
在调查结束前,对调查表中的内容进行一次全面的核准与检查,对于数据不准或无法填写的内容,标明原因及弥补方法。
4.2.3调查项目说明
4.2.3.1历年复种指数与作物轮作顺序
在站区调查点进行农户调查和自测,在综合观测场进行自测。
在这项调查中,需要详细记录农田类型、作物复种指数、轮作体系、监测开始年份的作物、以及当年作物。
复种
复种指数定义:
复种指数为全年农作物总收获面积占耕地面积的百分比,表示耕地复种程度的高低。
其计算公式为:
不同种植方式的区分
a.复种:
在同一地块上一年内顺序种植两季或两季以上作物的种植方式。
复种的方法有直播复种、移栽复种、再生复种、套作复种等,以单作多熟为主(相比较而言,套种属多作多熟的种植模式)。
复种用“―”表示。
b.间作:
在同一田地同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式,用“‖”表示。
c.混作:
在同一田块上,同期混合种植两种或两种以上作物的种植方式,用“×
”表示。
d.套作:
在前季作物生长后期的株、行间,播种或移栽后季作物的种植方式,用“/”表示。
计算复种指数的例子
有一面积为2ha的耕地,在同一年内顺序接茬种植小麦和玉米两季作物,即小麦收获后在该地块上种植玉米(或收获前套种)。
小麦和玉米种植和接茬的面积不同,该耕地的复种指数不同,例如:
(1)首季在该地块上全种小麦,即小麦的收获总面积为2ha;
小麦收获后该地块全种植玉米,即玉米的种植和收获面积均是2ha,则该耕地的复种指数为200%,即:
(2)首季在该地块上全种小麦,即小麦的收获面积全为2ha;
小麦收获后该地块有1.0ha面积种植玉米,其余1.0ha闲置,即玉米收获面积是1.0ha,则该耕地的复种指数为150%,即:
轮作
定义:
在同一地块上不同年际间有顺序地轮换种植不同种类作物或种植模式的种植方式。
轮作方式:
由不同作物和种植模式组成的种植顺序与田间轮换形式。
它体现了参与轮作的作物组成与种植模式的类型、轮换顺序与轮换周期。
举例:
“冬小麦―谷(糜)→玉米‖马铃薯→冬小麦/玉米→玉米‖大豆→冬小麦”表示由四种不同类型种植模式组成的五年轮作方式。
监测开始年份的作物为冬小麦和谷糜。
表7-1历年耕地复种指数与作物轮作体系测定
轮作方式
调查年份
作物组成与种植模式
收获面积(ha)
耕地面积(ha)
复种指数(%)
1996
冬小麦―谷糜
3
2
150
1997
玉米‖马铃薯
100
1998
冬小麦/玉米
4
200
1999
玉米‖大豆
2000
冬小麦
轮作体系
冬小麦―谷(糜)→玉米‖马铃薯→冬小麦/玉米→玉米‖大豆→冬小麦
[注]:
“→”表示隔年、“―”表示年内复种、“‖”表示间作、“×
”表示混作、“/”表示套作;
耕地复种指数(%)=全年农作物收获面积/耕地面积×
100%。
4.2.3.2主要作物施肥情况及肥料、农药、除草剂等投入量
在站区调查点进行农户调查,综合观测场自测。
4.3作物物候
4.3.1监测位点、频次、时间
a.观测位点:
综合观测场。
在试验田块中(或大田中)选择具有代表性、生长较一致的地块,进行多点观测。
b.观测频次:
生育期动态监测,每年都监测。
两次测定的时间间隔,针对不同的作物及作物不同的生长时期,可以每隔3d、5d、7d、10d等观测一次。
c.观测时间:
每个物候期开始出现的日期。
观测的具体时间宜随季节和观测对象灵活掌握,一般最好在下午(因为在上午未出现的现象,在条件具备后往往在下午出现)。
4.3.2各项监测指标说明
a.小麦
品种:
小麦品种名称。
播种期:
实际播种日期。
出苗期:
幼苗出土达2cm左右。
返青期:
叶片转鲜绿、开始生长。
分蘖期:
第一蘖片露出叶鞘。
拔节期:
主茎第一节露出地面1cm-2cm。
抽穗期:
茎部小穗露出叶鞘,也就就是穗自旗叶叶鞘顶端露出1/2穗长。
开花期:
穗中部小穗开始开花。
乳熟期:
开始灌浆,胚乳呈乳状,也就是穗中部籽粒内含物呈白色乳浆状。
蜡熟期:
植株转黄,胚乳呈蜡状。
完熟期:
植株枯黄,籽粒变硬。
收获期:
实际收获日期。
生育期:
播种至完熟的总日数。
b.玉米
玉米品种名。
播种日期。
幼苗出土高达2cm-3cm。
茎基部第一节伸出地面1cm-2cm,手触可见。
抽雄期:
雄穗顶端露出叶鞘。
散粉期:
雄花开始散粉。
吐丝期:
雌蕊花丝露出苞叶。
成熟期:
80%以上的植株苞叶变黄,籽粒变硬。
出苗至成熟的总日数。
c.棉花
棉花品种名。
子叶出土并展开。
现蕾期:
幼蕾苞叶长达3mm。
棉株第一朵花开放。
吐絮期:
棉株第一朵正常开裂的棉铃见白絮的日期。
实际收获的日期。
出苗至吐絮末期的总日数
d.大豆
大豆品种名。
以单株计,50%的单株有花开放的总日数。
结荚期:
落花后开始形成幼荚,长约1.0-1.5厘米。
田内有50%的植株达到该指标就是结荚期。
荚果具品种固有色泽、粒形、粒色,豆粒已不能为指甲划伤,摇动植株豆荚有响声。
从出苗至成熟的总日数。
4.3.3具体调查方法
选择本区代表作物,进行野外调查和自测。
a.观测用具准备
备好每次观测的记录表格和铅笔,及进入田间所需的衣物和鞋帽。
b.定点定时观测
在样方区内,选择生长一致、具有代表性的点进行,时间间隔因作物种类和物候期而异。
物候观测应随看随记,不要凭记忆进行事后补记。
c.布点及株数确定
在样方区选择3点进行观测,布点采用对角线法或多点取样法。
每点调查30株(穴)左右(也可以在一行上调查30株左右),要求各点的植株长势一致、株距均匀、不缺苗。
d.具体操作
观测时,应靠近植株,不可在远处粗粗一看即可。
若在同一观测地点选择同一种作物的若干株进行观测,可以不必一株一株地目测估计,只需把所有的观测植株作总的估计。
超过一半以上的植株达到某一物候期,就是到了某一物候期。
观测须有专人负责,不宜轮流值班观测。
但平时须训练补充人员,以便替代。
担任观测者如因故不能观测时,应有人接替,不使记录中断。
4.4作物植株性状与生物量
4.4.1.植株性状指标观测方法
a.小麦、水稻的性状指标及观测方法
穗数:
选取2-3行,长1米的植株样品,3次重复。
株高:
指单株基部地面处至穗顶(芒除外)的平均高度(cm)。
穗长:
单穗穗茎节至穗顶(芒除外)的平均长度(cm)。
穗粒数:
先数出每穗的脱落粒,然后分别数出实粒、秕粒、空壳(即不孕小穗数,就是单个麦穗上没有结实的小穗,在植株发育不良时,会有不孕小穗出现,一般在单穗的下端和上端),并计算结实率和空壳率。
千粒重:
随机数取风干谷粒1000粒称重(g),以两次重量不大于其均值的3%为准。
如大于3%,另取1000粒,并以相近的两次重量的平均值为准。
数千粒重时要按程序进行,即每10粒为一小堆,数出10小堆后合并为100粒的一大堆,数出10大堆后再合并为1000粒,以避免出现差错。
倒伏率:
记录倒伏的时间、原因及其倒伏株数所占的比例;
倒伏程度可分为3级:
倾斜达15°
为斜;
达45°
为倒;
达90°
为伏。
整齐度:
分为3级。
“++”表示整齐,全区的穗子高度相差不足一个穗子;
“+”表示中等整齐,全区多数整齐,少数高度相差在一个穗子上;
“-”表示不整齐,全区的穗子高矮参差不齐。
b.玉米的性状指标及观测方法
从地面至植株最高部位(cm),一般在30株左右。
结穗高度:
即穗位高(cm),从地面至着穗节的高度。
果穗长度:
果穗基部至穗顶的长度(cm)。
穗粗:
指果穗下部1/3处的直径(cm)。
穗行数:
若干穗中部的行数的平均值。
若干穗粒数的平均值。
出籽率:
若干穗粒重占穗重百分率的平均值。
百粒重:
随机数取5个100粒,称重后求平均值。
由于风、虫害在中部或下部折断株数的百分率。
包括开花、吐丝、株高和穗位的整齐度,分为上、中、下三级。
c.棉花的性状指标及观测方法
在第一次收花前,子叶节至主茎顶端的高度(cm)。
第一果枝着生位:
从地面向上第一果枝的着生节位。
果枝数:
指打顶后,现存的果枝数。
单株铃数:
取20个单株现存的铃数的平均值。
脱铃率:
在小区内,选择20株正常生长的棉株,调查现存铃和铃数(n1)及脱落的蕾和铃数(n2),计算脱落率N(%),。
铃重:
在平均吐絮2铃-3铃时,采收20铃,风干称重(g)。
衣分:
随机抽取霜前籽棉200-300g,轧出皮棉称重,求皮棉重占籽棉重的百分率;
重复三次,取平均值。
籽指:
棉籽的百粒重(g),随机数取5个100粒,称重后求平均值。
霜前花百分率:
在第一次枯霜后5天内收花一次,同以前各次收花总量为霜前花产量,此后的收花为霜后花。
霜前花占总产量的百分率即霜前花百分率。
d.大豆的性状指标及观测方法
子叶节至主茎顶芽的高度(cm)。
倒伏程度分4级,0级(直立),1级(倾斜不超过15°
),2级(倾斜在15°
到45°
),3级(倾斜度超过45°
)。
茎粗:
子叶节和第一真叶节的节间直径(mm)。
单株荚数:
每株平均有效夹数。
单株粒数:
每株平均实粒数。
每荚粒数:
单株粒数除以单株夹数。
4.4.2.生物量测定方法
a.仪器设备:
烘箱、电子天平(感量0.01g),取样工具、铅笔、米尺、塑料袋、记录表格。
b.取样方法:
参见本章2节,植株样品的采集。
c.测定步骤:
①.烘干:
把采集到的样品根据需要进行分类,测定各器官的鲜重后,在65-70℃下烘干至恒重。
烘干过程中,要通风翻动,尽快排除烘箱中的水分。
一般开始时植株水分含量高,约隔0.5-1小时翻动1次;
以后每1-2小时翻动1次。
若样品数量过大,挤在烘箱内干得更慢,可经杀青后,在阳光下风干1-2小时,然后再放入烘箱中,经1-2小时烘干至恒重。
②.称重:
样品充分烘干后,须在干燥器中冷却后立即称重。
③.结果计算:
按常规方法计算。
计算结果给出平均值、标准差。
④.注意事项:
烘烤温度不可过高,同时监视烘箱温度变化,以防烤焦或燃烧。
4.5农田病虫害记录
在病虫害发生年份
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