土壤导水率仪

【摘要】土壤含水量的时空异质性影响着土壤水和植物茎木质部水的同位素组成。然而，土壤水分条件对广泛报道的土壤水-植物茎木质部水同位素偏差的影响尚缺乏系统地评估。为此，本研究连续两年在两个土壤水分条件不同的样地测定了柠条茎木质部水和土壤水的δ2H和δ18O值（利用全自动真空冷凝抽提系统LI-2100，北京理加联合科技有限公司）提取土壤和植物茎木质部中的水分，然后进行同位素测量）。结果表明，在较湿润的样地1，茎木质部水与土壤水在两年中都表现出明显的同位素偏差（两者的重叠率式中，下标“s”代表柠条茎木质部样本，abw和bsw分别是2018-2019年每个月份土壤水线的斜率和截距。(4) 重叠面积法评估植物-土壤水同位素偏差利用R软件中的SIBER（Stable Isotope Bayesian Ellipses）模型计算了植物茎木质部水和土壤水的重叠面积，最后给出两者的重叠面积与茎木质部水面积的比值（%）。较高的比值意味着植物茎木质部水与土壤水同位素重合度高。【结果】图1 研究期间植物水和土壤水δ18O和δ2H值的标准椭圆（95% 置信区间）。图2 样地1-2土壤水-茎木质部水分lc-excess差值（Δlc-excess）及茎水SW-excess值。图3 不同吸力下土壤水分类型示意图及样地1-2水分特征曲线。图4 植物水和不同移动性的土壤水δ18O和δ2H值的标准椭圆（95% 置信区间）。图5 土壤含水量与（a）Δlc-excess和（b）SW-excess的关系。【结论】植物茎木质部水-土壤水同位素偏差是一个复杂的问题，涉及水分提取方法、植物生理和土壤水分动态等多个方面。前人的研究已经为植物茎水同位素异质性、水分提取方法和同位素分馏如何影响同位素偏差提供了令人信服的证据，但这些影响因素均不能为本研究结果提供合理的解释。本研究在两个土壤水分条件不同的采样点，连续两年对灌木种柠条茎木质部水和土壤水进行取样。结果发现湿润样地（样地1）在丰水年或干旱年以及干旱样地（样地2）在丰水年均发生了茎水-土壤水同位素偏差，而样地2在干旱年份，柠条茎木质部水与土壤水在δ2H-δ18O双同位素空间上高度重合。此外，样地1茎木质部水与土壤束缚水同位素趋于一致，进一步支持“两个水世界”假说。样地2土壤含水量与Δlc-excess呈正相关，与SW-excess呈负相关。这些研究结果表明，土壤水-植物茎木质部水同位素偏差极有可能与土壤含水量驱动的土壤水同位素异质性密切相关。该研究也提出了一些需要解决的问题。该试验是在自然条件下进行的，目前的数据限制了我们进一步明晰水分提取技术和植物茎水同位素异质性是否会对同位素偏差产生影响。尽管这些解释并不能完全适用于本研究，但仍然不能排除这些因素对本研究的潜在影响，有必要在未来研究中全面地加以考虑。无论如何，我们的研究有助于更深入地了解植物在不同水分条件下如何利用水分，并有助于预测它们对水文气候变化的响应。

一、背景介绍土壤电导率（soil conductivity）指土壤传导电流的能力，通过测定土壤提取液的电导率来表示。测定结果单位以mS/m（即10μS/cm）表示。当测定结果大于或等于100mS/m（即1000μS/cm）时，保留三位有效数字；当测定结果小于100mS/m时，保留至小数点后一位。土壤电导率是土壤提取液中的阴离子和阳离子的总和，代表了土壤的含盐量。测定土壤的电导率可以直接反应出土壤混合盐的含量，对于确定各种田间参数时空分布的差异有重大意义，从而也为基于信息和知识的现代精细农业的普及推广打下基础。 二、测试原理国家标准HJ 802-2016《土壤 电导率的测定 电极法》给出了土壤电导率的测定方法，要求取自然风干的土壤样品，以 1:5（m/V）的比例加入水（电导率不高于0.2mS/m，即2μS/cm），在 20℃±1℃的条件下振荡提取，然后用电导率仪测定 25℃±1℃条件下提取液的电导率。需要注意的是，当待测土壤的提取液电导率小于1mS/m（即10μS/cm）时，空气中的二氧化碳和氨对电导率的测定影响较大，在封闭的小空间中进行操作，可消除或降低其干扰。三、电导率测试方法（1）样品准备● 按照HJ/ T 166的相关规定采集、制备和保存样品。 （2）标定● 配置电导率标准溶液或使用市售电导率标准溶液● 使用电导率标准溶液校正电导率仪 （3）样品制备● 称取 20.00 g 土壤样品于 250 ml 振荡瓶中，加入 20℃±1℃的 100 ml水，盖上瓶盖，放在往复式水平恒温振荡器上，于 20℃±1℃振荡 30 min。静置 30 min 后，过滤或离心，提取液收集于100 ml 烧杯中，待测。● 相同的步骤做空白试样 （4）测量● 用水冲洗电极数次，再用待测的提取液冲洗电极。将电极插入待测提取液，按照电导率仪的使用说明书要求，将温度校正为25℃±1℃，测定土壤提取液的电导率。直接从电导率仪上读取电导率值，同时记录提取液的温度。● 相同的步骤测试空白试样。空白电导率值不应超过1mS/m（即10μS/cm）。否则，应查找原因，重新测定。● 记录测定结果。 四、仪器及配件推荐

中国环保部生态保护司司长庄国泰8日表示，继水和大气之后，下一步中国将开展土壤环境的保护和综合治理工作。土壤治理的投入规模远超水和大气，可能会达到上十万亿元的规模。 　　庄国泰是在全国工商联环境商会主办的&ldquo 2013中国环保上市公司峰会&rdquo 上做此番表述的。他指出，中国的水和大气污染治理已经走过近40年的历程，但土壤几乎还没有动。环保部科技司司长熊跃辉表示，在中国环境服务业中，涉及土壤治理的生态修复仅仅占3.7%的市场份额，还有巨大的提升空间。 　　与水和大气比，土壤治理除了规模大，还有周期长、技术难的特点。庄国泰介绍，目前环保部正在牵头编制土壤环境保护和综合治理行动计划，相关立法工作也在推进，希望在2017年前为这项工作打好基础。 　　庄国泰进一步指出，土壤治理主要涉及五个方面的工作。包括耕地与水源地土壤环境的保护、污染源头控制、被污染地块的风险管控、土壤修复试点示范和土壤环境监测监管等。&ldquo 我国被污染的耕地面积已达到上千万亩的数量级。如果不抓紧治理，土壤的重金属超标可能会非常严重。&rdquo 　　虽然紧迫，但土壤治理在实际过程中碰到两大难点：一是地方的土地财政问题。二是责任认定，很多造成地块污染的企业已经找不到了。另外，南方地区人多地少，如果为了治理让农民不种地，也不现实。如何在治理过程中让农民有经济收入，必将考验政府的智慧。