本发明涉及土壤研究技术领域，特别是涉及一种泥炭土的整段标本制作方法。
背景技术：
土壤是地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤整段标本是从土壤剖面上用木箱套取或合成树脂粘贴，所采集的原状土壤标本。土壤整段标本一般是选择具较强代表性土壤剖面，采集一般尺度为1m高、20cm宽、5～10cm厚的连续土体，再经进一步的加工制作而成的土壤制品，主要陈列于土壤标本馆和博物馆，用于科研院校对土壤进一步详细观察研究、教学示范以及对社会大众的科普展览。
现有的土壤整段标本制作方法分为前期的户外采集和后期的室内加工制作两个过程。其中，户外采集有包括准备工具、挖掘土坑、修面和画标本轮廓、套取土柱，在修面和画标本轮廓时，对于砂性强的土壤，由于其土壤颗粒或结构体之间胶结力弱，人为扰动易导致土柱坍塌，此时需要用较稀的聚醋酸乙烯乳液粘结剂(粘结剂∶水＝3∶7)喷洒土坑的前观察面对其进行初步固化，防止在修出、修直和修平土柱时发生坍塌。室内加工制作包括准备工具材料、钻孔处理、浸漆处理、粘结底板、修饰标本、喷胶定型几个步骤。
现有的土壤整段标本制作技术是通用的，很少考虑土壤自身的特点，如前文所述仅对砂性强的土壤，采用了户外预喷洒较稀粘结剂已对土柱进行初步固化防止坍塌，但存在对其他较为特殊的土壤针对性不强的问题，如泥炭土，这类土壤一般位于滞水的沼泽地段，主要由植物的活根以及腐解的死根以及少量细土组成，且含水量很高，这种情况下野外直接采集的土壤整段标本，如果不经一定的预处理，会在从户外到室内的运输过程中以及在室内自然风干过程中，会由于干燥失水而强烈收缩，据我们的观察可收缩1/2～3/4，与户外原始形态相比，发生严重收缩变形失真。
因此，如何改变现有技术中，泥炭土的整段标本制作过程中，从户外到室内的运输过程中因干燥失水而造成严重收缩变形失真的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种泥炭土的整段标本制作方法，以解决上述现有技术存在的问题，避免采集的土壤标本在运输过程中和室内风干过程中干燥失水导致强烈收缩变形失真。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种泥炭土的整段标本制作方法，包括如下步骤：
步骤一、户外采集
101、准备工具材料
102、挖掘土坑
根据土壤整段标本采集地的天气，选择连续晴天的后期进行挖掘，在确定土壤整段标本采集地块挖掘土坑，在土坑挖掘和标本采集过程中，利用抽水设备不间断地抽出土坑内积水；
103、修面和画标本轮廓
将土坑的前观察面修垂直和修平整，继续与标本盒尺寸相匹配的土柱，此时标本盒的尺寸较标准标本盒的尺寸大，将土柱的其他侧立面修直、修平，减去土柱的外露根系，用相机拍摄土柱照片；
104、套取土柱
将标本盒套入土柱，切断土柱与坑壁，并使土柱与坑壁分离，放倒标本盒，抬出土柱；
105、分层取样
依据土坑前观察面的形态特征，将观察面进行分层，采集各层次土样，带回室内；
106、预固化标本
向土柱内钉入细钉，然后对土柱喷洒土壤固化剂直至土柱被渗透，对土柱的暴露面进行风干，盖好标本盒密封土柱，运回室内；
步骤二、室内加工制作
201、准备工具
202、切齐标本
采集的土柱在室内自然风干后，按照标准标本盒的尺寸切除多余部分；
203、隐匿细钉
采集的土柱在室内自然风干后，在户外植入的细钉会外露，敲击细钉使细钉隐匿于标本暴露面之下；
204、消除裂痕
采集的土柱在室内自然风干，对照步骤一中相机拍摄的照片，用步骤一中采集的各层次土样对土柱的相应的层次进行填充，并修饰；
205、浸漆处理
用固结剂对土柱进行固化处理；
206、粘结底板
固化完成后，用粘结剂将一块底板压在土柱上，底板与土柱尺寸相一致；
207、修饰标本
待土柱完全干燥后，翻转标本盒，取走标本盒上盖，敲击底板，使没有浸到粘结剂的土壤掉落，对照步骤一中相机拍摄的照片，用工具修出土壤结构面；
208、喷胶定型
将稀释后的粘结剂喷在土壤剖面上，室内风干，标本制作完成。
优选地，步骤105中，将观察面分为4～5层，采集各层次土样，带回室内。
优选地，步骤106中，在对土柱进行钻孔之前，将装有土柱的标本盒水平放置于地面上，用电吹风冷风中速对土柱的暴露面匀速吹风。
优选地，步骤106中，钉入细钉时，在土柱上划分网格，网格尺寸为1cm×1cm，在网格的每个交叉点位置钉入细钉，细钉直径为1～1.5mm，细钉长度为6～8cm，钉入的细钉顶面较土柱表面低。
优选地，步骤106中，用水稀释w-oh固化剂，配置成浓度为3％的w-oh溶液，充分搅拌均匀后，用喷雾器对土柱的暴露面均匀反复喷施w-oh溶液，直至整个土柱被w-oh溶液完全渗透，然后用电吹风冷风中速对土柱的暴露面匀速吹风直至土柱完全固化，加封标本盒后盖密封土柱，并运回室内。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的泥炭土的整段标本制作方法，包括室外采集和室内加工制作，在套取土柱后，向土柱内钉入细钉，用于牵制土壤中缠结的根系，避免根系由于干燥失水而强烈收缩，然后向土柱喷洒固化剂，对土柱进行预固化处理，与细钉相配合，进一步防止土柱在运回室内的过程中和在室内的风干过程中，由于干燥失水而强烈收缩导致标本严重变形失真。与此同时，在室外采集时，采集各层次土样，对标本产生的细小裂隙进行填充，尽可能真实地还原土壤形态，为土壤研究工作提供有力依据。在标本进入室内经过自然风干后，重新敲击外露的细钉，使其隐匿于标本暴露面之下，提高标本美观性。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种泥炭土的整段标本制作方法，以解决上述现有技术存在的问题，避免采集的土壤标本在运输过程中失水导致强烈收缩变形失真。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种泥炭土的整段标本制作方法，包括如下步骤：
步骤一、户外采集
101、准备工具材料
包括挖掘土坑的锹、锄、铲、镐等,修土柱的剖面刀、剪刀、手锯、钢丝等，取装土柱的标本盒等。
102、挖掘土坑
依据土壤整段标本采集地的天气预报，选择连续晴天的后期进行，此时土体相对较干，便于土坑挖掘和标本采集。在确定的土壤整段标本采集地块，挖掘出标准的土坑(宽1m×深1.5m×长2～3m)，挖出的土堆在采样土坑的两边。注意，在土坑挖掘和标本采集过程中，利用小型柴油抽水机不停抽出土坑里积水外排。
103、修面和画标本轮廓
用平头铲和剪刀将土坑的前观察面尽可能修垂直和修平，修出与标本盒(1.5m高×宽50cm×厚5～8cm。注：一般土壤整段标本尺度为高1m×宽20cm×厚5cm，但考虑到泥炭土的强收缩性，特加大标本盒的尺度)内径相同突出的长方体土柱，利用数码相机垂直拍摄修出的土柱照片(注：照片主要是在室内标本修饰过程作为对照用，以尽可能保证标本充分体现土壤原有的结构和形态)，修直和修平土柱的左、右、底三个侧面，剪去土柱的外露根系。
104、套取土柱
将标本盒慢慢贴近和套入土柱，用剖面刀和剪刀切断土柱与坑壁，自上而下小心使土柱背面与坑壁分离，轻轻向后放倒标本盒，抬出土坑，盖上加固后盖。
105、分层取样
依据土坑前观察面的形态特征，包括根系特征(活根、死根、细土的组成)、土壤颜色、结构体、质地、土体紧实度、新生体等，将观察面进行分层(一般4～5层)，用剖面刀采集各层次样品，装满布袋(注：常规装土布袋尺寸为宽20cm×高40cm，这里要用加大布袋，宽30cm×高50cm，因为泥炭土非常疏松，体积大，收缩性很强，需要采集更多的样品)带回室内。主要是用于填充采集的土壤整段标本在室内自然风干过程中可能产生的细小裂隙。
106、预固化标本
将装有土柱的标本盒水平放置地面上，1)用电吹风冷风中速对标本的暴露面匀速吹风，直至整个标本较为干润(手心紧贴标本表面，手心上没有水渍产生)；2)按1cm×1cm网格，在每个交叉点位置，用自动连发锤子垂直钉入与土体颜色相近的细钉(泥炭土一般为黑色或黑灰色，可以用专门定制的近黑色细钉，细钉直径约1～1.5mm，长度6～8cm)，植入的细钉高度略低于标本表面；3)用自来水稀释w-oh固化剂(w-oh是一种改性亲水性聚氨酯复合材料，粘度650～700pa/s(20℃)，密度约1.18g/cm3，固含量约85％，抱水量40倍以上，是一种环境友好型材料，不污染环境，对动植物也无任何危害，喷洒到土壤中具有良好的固土能力，已广泛用于水土保持)，配置成浓度为3％的w-oh溶液，充分搅拌均匀后，用喷雾器对标本的暴露面均匀反复喷施w-oh溶液，直至整个标本被w-oh溶液完全渗透；4)用电吹风冷风中速对标本的暴露面匀速吹风直至标本完全固化，加封标本盒后盖密封标本，并运回室内。
现有的土壤整段标本采集技术，1)户外没有植入细钉这一步，植入细钉的目的是为了用植入的钉子来牵制缠结的根系，防止根系由于干燥失水而强烈收缩。2)户外就喷洒固化剂的对象是胶结力弱的砂质土壤，此类土壤受采集扰动时易崩塌，因此需要对修好的土坑前观察面喷洒固化剂以初步固化土体。本发明针对的是泥炭土，此类土壤根系多、含水量高，在户外很难坍塌，因此不需要像砂性土壤那样用粘结剂直接喷洒土坑的前观察面，而是用w-oh溶液喷洒已经取出土坑的标本，这样做的目的是对采集的标本进行预固化，与前面植入的细钉一起，进一步防止标本在运回室内的过程中和在室内风干过程中由于干燥失水而强烈收缩导致标本严重变形失真。另外需要强调的是，现有技术采用的固化剂一般是或多或少有毒性的，喷洒遗留在土壤中会对环境和生物产生潜在的危害，不适合在户外使用；而本发明采用的w-oh固化剂已被证实是环境友好型的，对环境和生物没有负作用，已广泛用于户外。
步骤二、室内加工制作
201、准备工具
小剖面刀、铁锤、橡胶锤、木锤、麻袋布、电钻、固定夹、刨花板或纤维板，聚醋酸乙烯乳液粘结剂等。
202、切齐标本
采集的土壤整段标本在室内经过自然风干后，虽然还会产生一定的收缩，但收缩后一般会小于高1m×宽20cm的常规尺寸，此时按高1m×宽20cm的标本尺度，用电锯切除标本外围的多余部分。
203、隐匿细钉
采集的土壤整段标本在室内经过自然风干后，户外植入的细钉会由于标本的收缩而可能外露，此时用小地质锤轻轻下敲外露的细钉，使其重新隐匿于标本暴露面之下。
204、消除裂隙
采集的土壤整段标本在运输过程中和在室内经过自然风干后，会产生一些裂隙，此时先用采回的分层布袋装的样品，适当拉扯后，对照在户外采集标本过程中拍摄的土柱照片，对应裂隙位于的层次填充于裂隙中，并适当修饰，至看不出填充痕迹。现有的土壤整段标本采集技术，缺乏这一步骤，导致制作的胀缩性强的土壤整段标本出现一些裂隙，而在自然环境下泥炭土由于含水量较高而处于膨胀状态，很难看到裂隙，因此需要通过填充相应的土壤以消除标本采集后产生的裂隙。
205、浸漆处理
由于泥炭土非常疏松，不需要像常规土壤那样对整个标本重新再钻孔，只需要对标本下部细土较多的部分，由上至下，由左至右，用电钻对标本钻孔打洞，孔径为0.5～1.0cm，孔密度为1cm2钻1个孔，钻孔深度以土柱厚度为准。然后用喷雾器对整个标本均匀反复喷洒聚醋酸乙烯固化剂(粘结剂：水＝3：7)进行固化处理，直至整个标本被完全渗透，然后用电吹风冷风中速对标本的暴露面匀速吹风直至标本完全干润。
206、粘结底板
在标本暴露面上铺盖1块麻袋布，用油漆刀反复漆抹，使麻袋布与土柱充分粘合，等其自然干燥后，在麻袋布上涂刷1层聚醋酸乙烯乳液粘结剂原液，将1块与土柱尺寸相同的刨花板或纤维板压放在上面，再用6～8个固定夹将其夹紧，擦去后板和布之间渗出的多余粘结剂，等其干燥。
207、修饰标本
待土柱完全干燥后，取下固定夹，翻转标本盒，取走标本盒上盖，用皮锤或木锤轻击刨花板或纤维板，使没有浸到粘结剂的土壤和根系因震动作用而掉落，用改锥、小刀或小针等工具，对照在户外采集标本过程中拍摄的土柱照片，轻轻修饰标本暴露面，目的是保证标本充分体现土壤原有的结构和形态，便于研究土壤剖面、教学过程的分析讲解等，增强其展览的直观性。
208、喷胶定型
用喷雾器将稀释好的粘结剂(粘结剂：水＝2：8)均匀喷在修饰好的剖面上，喷胶用量以干后没有胶沫为标准，室内风干即可，这样土壤整段标本就制作完成。
此处需要说明的是，为了节约生产成本，后期土壤整段标本制作没有继续采用w-oh固化剂，因w-oh固化剂市场价格约是以往采用的固化剂(聚醋酸乙烯类)10～15倍。另外，制成的土壤整段标本中聚醋酸乙烯类的固化剂已经固结，挥发量甚微，对环境和生物的毒性可以忽略。
本发明的泥炭土的整段标本制作方法，包括室外采集和室内加工制作，在套取土柱后，向土柱内钉入细钉，用于牵制土壤中缠结的根系，避免根系由于干燥失水而强烈收缩，然后向土柱喷洒固化剂，对土柱进行预固化处理，与细钉相配合，进一步防止土柱在运回室内的过程中和在室内的风干过程中，由于干燥失水而强烈收缩导致标本严重变形失真。与此同时，在室外采集时，采集各层次土样，对标本产生的细小裂隙进行填充，尽可能真实地还原土壤形态，为土壤研究工作提供有力依据。在标本进入室内经过自然风干后，重新敲击外露的细钉，使其隐匿于标本暴露面之下，提高标本美观性。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。