土壤学实验报告3.doc

专业： 农业资源与环境 姓名： 李佳怡 学号： 3130100246 日期： 2015.4.22 地点： 环资学院255 装 订 线实验报告课程名称： 土壤学实验 指导老师： 谢晓梅 成绩：_实验名称： 土壤有机质的测定 同组学生姓名： 金璐 一、实验目的和要求 二、实验内容和原理三、实验材料与方法 四、实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析 七、讨论、心得 八、参考文献一、实验目的和要求 1、了解土壤有机质测定对于农业生产的意义； 2、 掌握土壤有机质含量的测定方法。二、实验内容和原理1、实验内容：用稀释热法测定土壤有机质的含量。2、实验原理：土壤有机质是指存在于土壤中的所以含碳有机物质，包括各种动植物残体，微生物及其分解和合成的各种有机物质（生命体和非生命体）。它是土壤的重要组成部分。并且土壤有机质的作用巨大，它是土壤肥力高低的一个重要指标，对生态环境中有机污染及全球碳平衡方面也有重要意义。分析测定土壤有机质含量，包括部分分解很少的动植物残体、动植物残体的半分解产物及微生物代谢物和腐殖质类物质。并且不同土壤中有机质含量差异很大，低的不足0.5%，高的可达20-30%。其中，20%称有机质土壤，20%称矿质土壤。一般的，耕作土壤有机质含量5%。稀释热法是利用浓重铬酸钾迅速混合所产生的热来氧化有机质，剩余重铬酸钾用硫酸亚铁滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算有机碳的含量。但由于热量较低，对有机质的氧化程度较低，只有77%。氧化过程： K2Cr2O7 + C + H2SO4K2SO4 + Cr2(SO4)3 + CO2 + H2O 橙色 绿色滴定过程： K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4K2SO4 + Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + H2O 橙色 浅绿色 绿色 浅黄色实验使用邻啡啰啉试剂作为指示剂，显示氧化还原状态。邻啡啰啉试剂与不同价态的铁形成不同颜色的络合物。(C2H8N2)3Fe3+(C2H8N2)3Fe2+淡蓝色 红色滴定开始时以重铬酸钾的橙色为主，滴定过程中渐现Cr3+的绿色，快到终点时变为灰绿色，如果标准亚铁溶液过量半滴，即变成红色，说明终点已到。3、 实验材料与方法 1、 实验材料 0.5g左右的100目土壤样品、1mol/L 1/6 K2Cr2O7标准溶液，浓硫酸（优先纯），邻啡啰啉指示剂，0.5mol/L FeSO4 标准溶液 500mL三角瓶，移液枪，酸式滴定管，药匙，0.0001电子天平2、 实验方法 采用重铬酸钾容量法中的稀释热法，以邻二氮菲亚铁溶液为指示剂，测定土壤有机质含量。四、实验步骤 1、称取0.5*g土壤样品于500mL三角瓶中；2、用移液枪加入10mL1mol/L 1/6 K2Cr2O7于土壤样品中；3、转动瓶子使之混匀后，加20mL浓硫酸；4、旋摇三角瓶约1min，使试剂与土壤充分作用后，放置30min；5、加水约200mL稀释，并加3d邻啡啰啉指示剂；6、用0.5mol/L左右 FeSO4标准溶液滴定之直至溶液由绿色变为暗绿色，最终变为砖红色，到达终点，记录数据。五、实验数据记录和处理表一 土壤有机质的测定数据表 第一次 第二次 第三次 平均值 m g 0.52250.52240.52240.5224 C1 mol/L 1 V1 mL 10 C2 mol/L 0.4970 V0 mL 00.0100 Vt mL18.6718.7018.6818.68 V2 mL 18.68m（土壤）=0.5224g C1(K2Cr2O7) =1mol/L C2(FeSO4)=0.4970mol/L V1（K2Cr2O7）=10mL V0（FeSO4）=0mL Vt（FeSO4）=18.68mL V2（FeSO4)=18.68mL土壤有机碳（g/kg）=5.4690g/Kg土壤有机质（g/kg）=土壤有机碳/(g/kg)*1.724=9.43g/Kg6、 实验结果与分析 土壤有机质含量为9.43g/kg，较低。土壤有机质含量小于20 g/kg属于矿质土壤。所取土样为肥力相对较低，不利于植物的生长繁殖。7、 讨论、心得 思考题：1、比较PPT上的计算公式与书中计算公式的区别，并说明计算公式中各参数的意义。（1）PPT公式：土壤有机碳（g/kg）=其中，C1（mol/L）为K2Cr2O7溶液的浓度，V1（ml）为1mol/L K2Cr2O7溶液的体积，C2（mol/L）为FeSO4 标准溶液的浓度，V2（ml）为滴定所用FeSO4 标准溶液的的体积，表示mL转化成L，3.0（g.mol-1）为1/4碳原子的摩尔质量，1.33为氧化校正系数，1000表示g转化成kg，m为土样质量。（2）课本公式：土壤有机碳（g/kg）=其中，C（mol/L）为FeSO4 标准溶液的浓度，V0（ml）为空白滴定所用FeSO4 标准溶液体积，V（ml）为样品滴定所用FeSO4 标准溶液的体积，表示mL转化成L，3.0（g.mol-1）为1/4碳原子的摩尔质量，1.33为氧化校正系数，1000表示g转化成kg，m为土样质量，k为将风干土样换算成烘干土的系数。两者主要区别：前者是在过量硫酸存在的情况下，用过量的K2Cr2O7混合时产生的热来氧化土壤中的有机质，之后用FeSO4来还原过量部分的K2Cr2O7，利用两者物质的量之差，来作为土壤样品中有机质实际消耗K2Cr2O7的物质的量，并得到相应的土壤有机碳含量；而后者是用空白滴定与土壤样品滴定所用的FeSO4 标准溶液的物质的量之差，作为土壤所消耗的FeSO4 标准溶液量。并且只需要用到FeSO4的物质的量浓度，另外，系数k一般取1。2、滴定所用K2Cr2O7是1mol/L 1/6 K2Cr2O7 ，因为在K2Cr2O7与FeSO4的反应式中，K2Cr2O7与FeSO4的反应系数是1:6，为了使二者之比为1:1，方便理解计算，故使用1/6 K2Cr2O7。3、土壤有机质对于土壤肥力及土壤生态有重大意义。（1）提供植物需要的养分土壤有机质是作物所需的N、P、S、微量元素等各种养分的来源，对植物生长有重要意义，也是土壤微生物生命活动的能源。（2）改善土壤肥力特性 在改善土壤的物理性质方面，由于土壤有机质的黏结力比砂砾强，在砂性土壤中，可以增加砂土的黏结性而促进团粒结构的形成。并且它们松软、絮状、多孔，在黏性土壤中，黏粒被它们包围后，土壤可塑性、黏结性、黏着性降低，易形成散碎的团粒，使土壤变得比较松软而不结成硬块。所以，土壤有机质能改变砂土的分散无结构状态和黏土的坚韧大块结构，使土壤的透水性、蓄水性、通气性以及根系的生长环境有所改善。同时由于土壤的孔隙结构得到改善，导致水的入渗速率加快和土壤持水量增加，从而可以减少水土流失。 在改善土壤的化学与生物性质方面，土壤有机质可以通过有机质中腐殖物质表面带有正负电荷（负电荷为主），对离子主要为阳离子K+，NH4+，Ca2+等有吸附作用。这些离子一旦被吸附后，就可以避免随水流失，而且能随时被根系附近氢离子或其他阳离子交换出来，供作物吸收。并且土壤有机质可以通过刺激微生物和动物的活动来增加土壤酶的活性，从而直接影响土壤养分转化的生物过程等等。（3）除了上述作用外，在生态环境上，土壤有机质也有不容小觑的作用。土壤有机质对重金属的络合作用对土壤和水体中的重金属离子固定和迁移有重要影响，可以减轻和消除土壤中重金属危害。并且它对农药等有机污染物有强烈的亲和力，可以使某些有毒化合物毒性降低或消失。等等。4、 土壤有机质测定的不同方法及其评价方法一：重铬酸钾容量法评价：重铬酸钾容量法相对误差和相对标准偏差较小，但由于滴定过程是人为控制，可能会由于个人主观原因导致数据的不准备性，另外数据计算中将土壤有机碳换算为有机质时采用的换算系数1.724虽然是由科学家经精确实验所得，但仍然可能存在一定的误差，我们不能将其当做标准数据使用，只能作为一个相对准确的系数。总体而言，重铬酸钾容量法是一般测定中较为准确的方法，但仍会存在一定的误差。方法二：干烧法：在无CO2的氧气流或惰性气体流中将土壤样品进行燃烧，完全燃烧后释放二氧化碳置于检测点，后用碱石灰吸收，有碳酸钙重量换算。评价：干烧法可以使土壤有机质全部分解，还原物质对测定不产生影响，可获得准确实验结果。但干烧法分析土壤中C时，包括有机碳和碳酸盐和元素碳等无机碳，对实验结果影响很大，不适于含碳酸盐土壤的分析。方法三：灼烧法：原理是测定土壤有机质中的C经灼烧后造成的土壤失重，从而得到土壤有机质的重量。评价：灼烧法测定可消除常见的因磨样、添加化学试剂等引起的样品污染和变异，可适用于大批量土壤样品测定