ICS13.080.05 CCS B 10 中华人民共和国国家标准化指导性技术文件 GB/Z41358—2022 土壤健康综合表征的生物测试方法 Biological test methods for comprehensive characterization of soil health 2022-03-09发布 2022-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/Z41358—2022 目 次 前言 引言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 概述 5 生物测试 5.1 四季豆根系形态测试法 5.2 发光细菌生物测试法 5.3 线虫群落生物测试方法 5.4 蚓生物测试法 6测试报告 附录A（资料性） 试验装置及样点、样本选择 参考文献 GB/Z41358—2022 前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任， 本文件由全国土壤质量标准化技术委员会（SAC/TC404）提出并归口。 本文件起草单位：中国科学院南京土壤研究所、中国科学院沈阳应用生态研究所、南京农业大学、 南京市农业技术推广站、江苏省质量和标准化研究院 本文件主要起草人：董元华、李建刚、梁文举、胡锋、李琪、刘满强、段增强、陈美军、孙菲菲、龚鑫、 罗坤、王加倩、李英滨、党柯柯、杜晓芳。 GB/Z41358—2022 引言 土壤支撑着地球主要生命过程，保持着生态系统的平衡，为人类提供着必需的食物，在当今粮食安 全保障和生态环境建设等诸方面发挥着不可替代的重要作用。如何协调发挥土壤的生产功能、环境保 护功能、生态工程建设支撑功能和全球变化缓解功能，成为现代土壤学为人类社会可持续发展作贡献的 重要任务。 土壤健康是土壤的内在属性，不能通过人为观察而直接获得，关于土壤健康评价方法国际上尚无统 一标准。土壤中有着丰富多样的生物类群，它们在土壤结构形成与改良、有机质积累与周转、养分固定 与转化、污染物固定与降解，以及土传病害传播与控制等土壤生态功能方面发挥着重要作用。而土壤食 物网是土壤生态系统中不同生物类群通过取食和被取食关系构成的复杂关系网络，是反映生态系统物 质循环和能量流动的主要路径，也是衡量土壤健康程度的重要生物学指标。本文件通过选取在土壤食 物网中占据不同营养级的主要生物功能群：植物根系、细菌、线虫、虾蚓，分别通过四季豆根系形态测试 法、发光细菌生物测试法、线虫群落生物测试法、蚓生物测试法从不同方面表征土壤的健康程度。本 文件可为粮田、菜地、果园、草地等不同类型的土壤健康评价提供一个简单、易行的指导 GB/Z41358—2022 土壤健康综合表征的生物测试方法 1范围 本文件给出了土壤健康综合表征的四季豆根系形态测试法、发光细菌生物测试法、线虫群落生物测 试方法、虾蚓生物测试法等生物测试方法的原理、采样、测试等，以及测试报告的要求。 本文件适用于耕地、园地、草地土壤健康程度的生物测试。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T15441-1995水质急性毒性的测定发光细菌法 GB/T36197—2018土壤质量土壤采样技术指南 HJ/T1662004土壤环境监测技术规范 NY/T521987 土壤水分测定法 3 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 土健康 soilhealth 注：健康的土壤无土传病害发生的潜在风险，无土壤重金属超标，具备多样化的土壤生物群落，有利于增加土壤产 能，并最终保持土壤不发生退化。 3.2 土壤健康评价 soilhealthassessment 利用四季豆、发光细菌、线虫、蚓等生物因素，对土壤健康程度进行总体定性和定量的评定 3.3 生物测试法 bioassay 系统利用生物反应对一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时所导致的影响或危害进行测 试的方法 3.4 客community 群落 在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。 注：在本文件中主要指线虫和蚓群落结构 3.5 发光细菌 luminescentbacteria 含有荧光素酶基因，在正常的生理条件下能够发射可见光的细菌 1 GB/Z41358—2022 4概述 本文件包括四种生物测试法，其中，四季豆根系形态测试法主要针对土传病害相关的土壤健康检 测，发光细菌生物测试法主要针对污染土壤相关的健康检测，线虫群落生物测试法主要针对退化草原土 壤的健康检测，虾蚓生物测试法主要针对果园、菜地及旱作土壤综合健康程度的检测。在实际操作中， 如需同时运用本文件的多种生物测试方法，首先采用发光细菌生物测试法对待测土壤的污染程度进行 评价，土壤的健康等级由该法的检测结果决定。若该法所测的土壤是健康的，则土壤的健康等级由其他 几种方法检测所得的最低等级确定， 5生物测试 5.1 四季豆根系形态测试法 5.1.1原理 通过温室盆栽试验，将四季豆种植在待测土壤中，在适宜条件下培养四周后，完整收集四季豆根系， 观察土壤中所生长的四季豆根系的健康状况，对照本文件制定的根系健康评价分级，确定土壤健康 等级。 5.1.2采样器具 应准备好以下器具： a）工具：铁锹、铁铲、圆状取土钻、泥土采样器、螺旋取土钻、竹片以及适合特殊采样要求的工 具等； b）器材：全球定位系统（GPS）、照相机、卷尺、样品袋、样品箱、聚乙烯桶等 5.1.3采样步骤 采样应按照以下步骤进行： a） 选择代表性的采样点，去除采样点土壤表面的调落物、地上植被、杂物等覆盖物； b)J 用干净铁锨在田间垂直挖一个大约长20cm、宽14cm、高5cm矩形条带，每个土样的大小应 保持一致； c) 栋出枯枝落叶、植物根、残茬、虫体以及石子等，将所采土壤放入干净的聚乙烯桶中； d) 根据测试样地实际情况，按照HJ/T166一2004中6.2.3.2确定样点数量； 按照GB/T36197一2018中5.3的方法将各样点土样充分混匀，即为一个混合样，放入样品袋， e) 采回后土壤过8mm筛备用； f) 填写土壤样品标签2份，1份放人样品袋内，1份扎在袋口。标签上应标识样品编号、采样地 点、特征描述、采样深度、采样日期、采样人员等详细信息。 注：代表性样点避开局部很湿或者很干的区域、田块中比较凸起的地方、田块边界、施肥点/带以及靠近路边的 区域。 5.1.4指示植物 颗粒饱满、大小一致、品种一致的四季豆。 5.1.5测试工具 试验所用的盆钵为高30cm，直径10cm圆柱形聚氯乙烯（Polyvinylchloride，PVC）管，底部有孔， GB/Z41358—2022 每管底部放一个棉球，棉球不应太紧，能漏水。 5.1.6测试步骤 测试应按照以下步骤进行。 a） 每根管的前面贴上标签标明试验处理，摆成一排。每个土样重复10次。 b) 每根管用塑料漏斗加人土样至距管顶部2.0cm。土样之间应避免交叉污染， 在每根管土样表层（深1.0cm处）中心放人一颗四季豆种子，有种脐的一侧水平放置，尽可能 模拟田间条件 d) 在管顶部盖一层1.0cm的石英砂，防正浇水时导致土壤板结。 将管架放入温室中进行培养，每天光照时间为12h~14h、温度30℃土3℃、相对湿度60%~ e) 70%。进行常规管理。保持20%~30%土壤含水量。 f) 四周后，将植株从管中小心移出，应避免伤及根部。 清洗根部，并对根部形态和生长状况进行评价、记录。 5.1.7 测试结果表述 5.1.7.1 结果表述主要依据为根部病变覆盖率的大小。共分为4级，具体分级如下： a) 1级（健康）：根部呈现白色，病变覆盖率10%； b) 2级（轻度病害）：根部由白色转微黄，病变覆盖率为>10%~30%； 3级（中度病害）：根部组织中度破坏，下胚轴病变覆盖率>30%~50%； d) 4级（重度病害）：主根呈褐色，下胚轴和根部>50%有病症。 5.1.7.2 21~4级根部形态见图1。 1级 2级 3级 4级 图11~4级四季豆根部健康状况分级形态图 5.1.7.3 3根据指示植物根部评价等级确定发病土壤健康程度，四季豆根部等级即为连作土壤的健康等级。 5.1.7.4四季豆根部健康结果评价时，如果同一土样不同重复所生长的四季豆根部形态具有明显差异 （健康等级与本组中其他重复的样品不一致），则去除差异样品，再进行统计。但应保留7个以上表型 致的重复，否则需重新检测。 5.2发光细菌生物测试法 5.2.1原理 通过向测试土壤浸提液中添加发光细菌来检测待测土壤对发光细菌发光强度的影响·从而判定土 3 GB/Z41358—2022 壤毒性的强弱，表征检测体系中的污染情况，进行土壤健康评价。 5.2.2采样步骤 土样按照5.1.3采集并风干。 5.2.3土壤浸提 5.2.3.1称取风干土壤2.0g于三角瓶中，与20mL2.0%的氯化钠（NaCl，分析纯）溶液混合。以不加 土壤样品，只含20mL2.0%的NaCl溶液作对照。 5.2.3.2将其置于摇床上摇16h，转速为200r/min。 5.2.3.3将摇好的样品进行过滤，待测。 注：如果采用自然土壤，根据土壤含水率换算样本质量，使其与2.0g风干土壤等重 5.2.4测试步骤 取10mL~15mL滤液，按照GB/T15441一1995进行毒性测试、结果计算。 5.2.5指标计算 根据公式（1）计算样品相对发光度（%），并算出三次测量的平均值 LT .....(1) 式中： RL 相对发光度； LT 氯化汞管或