DB37∕T 4168-2020 全生物降解农用地面覆盖薄膜土壤环境安全监测技术规程

ICS65.020DB37Technicalspecificationforsoilenvironmentalsafetymonitoringofbiodegrada山东省市场监督管理局发布IDB37/T4168—2020本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由山东省农业农村厅提出并组织实施。本标准由山东省农业标准化技术委员会种植业标准化分技术委员会归口。本标准起草单位：山东农业大学、农业农村部农业生态与资源保护总站、山东省农业环境保护和农村能源总站、山东省农业科学研究院花生研究所。本标准主要起草人：米庆华、薛颖昊、曲召令、李全起、张明明、徐静、王莉、张坤、孙池涛、吴正锋。DB37/T4168—20201全生物降解农用地面覆盖薄膜土壤环境安全监测技术规程本标准规定了应用全生物降解农用薄膜覆盖土壤环境安全试验、监测指标与方法等技术内容。本标准适用于应用全生物降解农用薄膜的农田土壤环境安全试验与监测。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。HJ615—2011土壤有机碳的测定重铬酸钾氧化-分光光度法NY/T1121.2土壤检测第2部分：土壤pH的测定NY/T1121.4土壤检测第4部分：土壤容重的测定NY/T1121.16土壤检测第16部分：土壤水溶性盐总量的测定NY/T1121.19土壤检测第19部分：土壤水稳性大团聚体组成的测定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1全生物降解农用地面覆盖薄膜biodegradablemulchingfilmforagriculturaluses以生物降解材料为主要原料制备的，用于农作物种植时土壤表面覆盖的、具有生物降解性能的薄膜。3.2原状土样farmlandundisturbedsoilsample相对保持田间原状结构和状态的土壤样品。3.3混合土样farmlandmixedsoilsample在采样点采集若干点的土壤，经均匀混合后的土壤样品。3.4土壤微生物活性microbialactivityoffarmlandsoil土壤微生物代谢能力表现，以土壤酶活性来表征。3.5膜片（样）残留率residualrateofmulchfilmsampleDB37/T4168—20202生物降解薄膜试验膜片（样）在一定深度填埋一定时间后，膜片（样）残留重量占原始膜片（样）重量的百分比。4试验设计4.1资料收集4.1.1自然条件水文、气象、地形、地貌、植被、自然灾害等；土壤类型、土壤生物学指标、物理指标和化学指标等；农作物种类、布局、面积、产量、耕作制度等。4.1.2土壤环境条件农灌水污染状况、农业投入品使用情况、自然污染源情况等；水土流失现状、土壤侵蚀类型、分布面积、侵蚀模数等。4.2试验设计与选点4.2.1农田覆膜试验选择交通便利、土地使用权持久明晰、集中连片、代表当地生产实际的主要覆膜栽培作物生产区，作为长期定位试验示范区。覆膜处理应包括全生物降解农用地面覆盖薄膜、聚乙烯农用地面覆盖薄膜、裸地处理，每个处理三次重复，连续3年定点使用同种薄膜，边行设置保护行。大田作物选择花生，示范区面积不小于1334m2，每个小区100m2；蔬菜作物选择大蒜，示范区面积不小于667m2，每个小区50m2。4.2.2薄膜填埋试验将降解膜样品剪成10cm×30cm大小的条状并称重记录，夹入50目20cm×40cm的两个尼龙网片中，分别埋入深度为10cm和20cm土层中，每个深度分别填埋30条膜片，埋土后每隔90d取出并测定降解膜的膜片（样）残留率，持续观测6次。4.3土壤样品采集与制备4.3.1农田土壤样品采集4.3.1.1采样要求根据主栽作物生育期、天气条件及下茬农事活动安排确定固定采样时间，一般在作物收获后下茬施肥整地前开展。土壤采集点应分布均匀，土地平整后随机取样。土样采集深度为0cm～10cm及10cm~4.3.1.2原状土样采集测定土壤容重时，采用环刀在各土层取样，带回室内进行相应处理。测定团聚体结构时，采取一整块保持原状的土壤，剥去土壤表面直接与土锹接触而已变形的部分，均匀地取内部未变形的土样（约2kg），置于封闭的木盒或塑料盒内，运回室内。4.3.1.3混合土样采集DB37/T4168—20203采用土钻取土。根据小区具体形状确定采样方法，矩形地块采用双对角线五点法（如图1）。将同一小区中各采样点采集到的土壤收集到一起，剔除石砾和植物残根，充分混合后分为两份，一份采用四分法将土壤样品保留600g装入蚯蚓培养箱，另一份过2mm筛，并采用四分法将土壤样品保留500g，分装两份放入自封袋中，注明采样时间、地点及处理编号等，一份放冰箱中在4℃条件下储存，一份自然风干。图1土壤混合样双对角线采集法图示4.3.2填埋试验土壤制备可选择人造土壤或自然土壤作为填埋试验土壤：a)自然土壤：收集农田或森林表层自然土壤，以5mm筛网进行筛分，去除明显的植物材料、石头及其它惰性材料。记录采样时间、地点、经纬度、生长或栽培作物品种；b)人造土壤：实验开始三天前制备人造土壤，准备足量的草炭、高岭石粘土、石英砂，按1:2:7比例充分混合，加入去离子水至最大含水量的40%～60%（在手中挤压没有水流出，手指之间出现小水滴，且手中无积水），搅拌均匀，测量pH并用碳酸钙调节pH至6.0～8.0，室温下放置两天平衡酸度，测量最大持水量、土壤碳、氮含量、有机质含量、离子交换量。实验开始前再次测量并记录土壤含水量和pH，保证土壤样品含水量至最大持水量的40%～60%，pH6.0~8.0，C/N比至25～40:1。4.4监测指标及方法4.4.1土壤容重按照NY/T1121.4规定进行。4.4.2农田土壤水稳性团聚体测定按照NY/T1121.19规定进行。4.4.3土壤pH按照NY/T1121.2规定进行。4.4.4土壤盐分按照NY/T1121.16规定进行。DB37/T4168—202044.4.5土壤有机碳按照HJ615规定进行。4.4.6微生物量碳取5g鲜土于280mL试剂瓶中，加入5mL葡萄糖溶液和0.025g滑石粉（0.495g葡萄糖放入250mL容量瓶，摇匀，倒入烧杯中，再将1.250g滑石粉打入烧杯中，每次加溶液时搅拌）于22℃培养2h，测CO2呼吸量，根据CO2释放速率与微生物量碳间的线性关系得出土壤中微生物量碳含量。按下式进行计算：式中：y——CO2呼吸量，[mLCO2/h/（100g土）]；a——测出的ppm值；M——测量土的克数（g）。x=40y+0.37.....................................(2)式中：x——生物量碳含量，[mg/（100g土]。除上述方法外，也可采用氯仿薰蒸浸提法测定。4.4.7微生物计数4.4.7.1微生物测定种类采用平板计数法，测定土壤中细菌、真菌、放线菌总数。4.4.7.2培养基的选择细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基：牛肉膏0.3%；蛋白胨0.5%；琼脂1.8%，pH7.0～7.2；0.1MPa（121℃),灭菌20min。真菌采用马丁氏培养基：KH2PO40.1%，MgSO4•7H2O0.05%，蛋白胨0.5%，葡萄糖1.0%，琼脂1.8%，每1000mL培养基加1%的孟加拉红水溶液3.3mL，临用时每100mL培养基中加1%硫酸链霉素0.3mL（由于链霉素受热易分解，所以必须待融化后的培养基温度降至45℃左右时加入），0.1MPa（121℃),灭菌20min。放线菌采用改良高氏1号培养基：KNO30.1%；FeSO4•7H2O，0.001%，K2HPO40.05%，MgSO4•7H2O0.05%，NaCl0.05%，淀粉2.0%，琼脂1.8%；临用时每300mL培养基中加3%的重铬酸钾1mL以抑制细菌和霉菌的生长，0.1Mpa（121℃),灭菌20min。4.4.7.3样品稀释液的准备精确称取相当于5.0g烘干土重的新鲜样品，迅速倒入盛有30～40粒玻璃球的50mL无菌水的三角瓶中，充分振荡30min，制成稀释10倍的样品稀释液，静止30s后，制成不同稀释倍数的稀释液。稀释度：细菌为10-4～10-6，真菌为10-1～10-3，放线菌为10-3～10-5。每种稀释度重复三次。4.4.7.4接种DB37/T4168—20205使用无菌吸管吸取土壤稀释液，于相应编号的培养基平板上滴加0.1mL，然后涂布法涂匀。4.4.7.5菌种培养以上接种了土壤悬液的培养皿，倒置于28℃~30℃的恒温箱中培养，细菌3d～5d，真菌5d～7d，放线菌10d～14d。4.4.7.6微生物数量计算计数并根据稀释度计算每克土中相应种类微生物的数量。N×DM=.......................................(3)W式中：M——土壤微生物数量（cfu/gN——菌落平均数cfu/皿D——稀释倍数；W——土壤烘干质量（g）。4.4.8土壤酶活性土壤脲酶活性的测定方法采用苯酚钠—次氯酸钠比色法；土壤纤维素酶活性测定采用3，5-二硝基水杨酸比色法；土壤蔗糖酶活性测定采用3，5-二硝基水杨酸比色法；土壤磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法；土壤过氧化氢酶活性测定采用紫外吸收法。4.4.9蚯蚓安全性试验4.4.9.1种类选择实验选择赤子爱胜蚯蚓（Eiseniafetida体重范围（0.45±0.05）g，体长90mm～150mm，体宽3mm～5mm，成年蚯蚓具有环带。4.4.9.2试验操作在每个测试容器中填满500g的样品，将10个随机选择的蚯蚓放入每个测试容器中。用塑料薄膜封住测试容器口，加水至土壤最大持水量的40%～60%。根据需要，在整个测试期间定期供应蒸发的水。然后用解剖针把塑料薄膜扎孔后置于（20±1）℃,湿度为80%～85%的恒温箱中连续光照培养（光照强度为400lx～800lx）。于第7d、14d、28d，倒出土壤和蚯蚓，记录蚯蚓死亡数，将存活的蚯蚓手动挑出并清洗干净，吸水纸吸干表面水分后用电子天平称重记录。向土壤中添加适量水分和发酵牛粪，再将称完重的蚯蚓重新放入土壤中，并装回测试容器中，且在第28d查询完蚯蚓死亡数后，把初始添加进去的蚯蚓挑出来，留下幼蚓和蚓茧继续培养，于第56d倒出土壤，查询蚓茧数和幼蚓数。实验过程轻拿轻放，避免造成蚯蚓损伤和蚓茧、幼蚓受到伤害。4.4.10填埋试验膜片