【实用】土壤与植物地理 实验指导书

土壤与植物地理 实验指导书 重庆师范大学地理科学学院 土壤、植物实验室 2006 年 9 月 目 录 实验注意事项 .验一 土壤样品的制备 .验二 土壤吸湿水含量测定 .验三 土壤有机质的测定 .验四 土壤 .验五 植物类群和校园植物观察 .考书目录 .实验注意事项 1、 实验前认真预习实验指导，明确实验目的、要求以及实验内容和操作步骤。 2、 遵守实验室规章制度，爱护仪器。认真听老师讲解及示范。 3、 实验过程中严格遵守实验操作程序，正确使用各种仪器，认真记录数据，并保持安静和桌面清洁 4、 实验所用的各种物品，必须注意节约爱护，不得乱抓和带走，养成爱护国家财产的良好品质。 5、 在实验中发生问题或损坏器材等，必须及时报告指导老师，并填写损失单。 6、 实验完后必须整理和清洁仪器用具，做好室内清洁，并认真撰写实验报告，按时上交。 3实验一 土壤样品的制备 (一) 目的意义 从野外采集来的土壤分析样品（简称土样），都需要及时经过一个严格地制备过程风干、挑拣、研磨、过筛和装瓶，方能进行室内实验。因为每个分析项目都要求一定的粒级标准。否则，分析结果就难以互相比较、检验和应用。所以，这是一项极重要的基础准备工作。 (二) 土样的风干过程 从野外采来土样后，应尽快风干，以免发霉变质，影响测定结果。风干应在干净、阴凉和通风的房间中进行。首先把土样平摊在塑料薄膜（或牛皮纸）或磁盘上，将土块揉碎。风干土样上要放好原土样采集标签，以免发生差错。风干过程中要拣出动、植物残体和非土壤形成物质，同时要继续翻动和揉碎土块。一般需23天即可风干。土样要避免酸、碱和不洁气体、灰尘等污染。 (三) 土样的制备方法和步骤 1、 取风干土样：用四分法取均匀土样约200250克，放在干净平木板上。 2、 用镊子剔出土样中石砾、新生体（石灰结核、铁、锰结核等） 、植物残茬等非土壤成分，放置在一边，然后用木制擀土棍反复擀碎、连续研磨。 3、 通过18号筛（1将擀碎土样过18号筛，对不能通过筛孔的土样，仔细剔除石砾与其它非土壤成分，再次研磨，再次过筛。这样反复进行，直至全部过筛为止。过筛后的土样可进行土壤机械组成、比重、效性磷、钾和土壤水溶性盐分等项目的分析。 4、 将挑出的砾石、新生体、植物残茬等非土壤组成物质进行称重，计算出其占土样总重量的百分数。 5、 将过筛的土样用宝塔法混匀，装入广口瓶（或放入牛皮纸袋内），贴上标签。标签上要注名土壤名称、采样地点、时间、层次、深度以及制样人等。按编号顺序存放备用。 6、 通过60号筛（用四分法取已通过18号筛的土样约100克，继续研磨，使其通过60号筛，直至全部通过为止，方法同前。此样品可测定土壤代换量、全氮、4全磷、碱解氮和活性铁铝等项目。 7、 混匀装瓶：过筛后的各号土样，都要混匀装瓶（或放入牛皮纸袋内） ，并贴上标签。按编号顺序存放。存放处应避免阳光、高温、潮湿、酸碱和不洁气体等对土样的影响。 8、 可用同样方法制备通过不同筛号土筛的土壤样品，以进行不同的项目测定。如通过35号筛（土壤样品可测定碳酸钙含量；通过100号筛（土壤样品可测定土壤有机质含量（筛孔和筛号对照表见表1）。 (四) 用具和仪器 平木板、擀土棍、研钵、铜筛、镊子、天平、广口瓶、塑料薄膜（或代用品）。 (五) 注意事项 1、制备土样应掌握两个原则：一是全部过筛；二是充分混匀。 2、操作要领：勤磨、勤筛。 表 1 筛孔和筛号对照表 筛孔直径号 网目/孔直径号 网目/0 0 0 0 8 00 0 20 5 40 0 00 5 70 0 00 - 0 25 ：1. 筛孔直径是以方孔计算的。 2. 筛号是美国标准。 3. 筛孔直径与筛号可按下式粗略换算: 筛孔直径（=筛号16式中：16度内筛孔所占的 。 (六) 实验报告要求 1. 记录实验结果。 2. 记录实验过程中易出现的问题及注意事项。 5实验二 土壤吸湿水含量测定 (一) 目的意义 土壤水分是土壤的重要组成部分和肥力因素。不同气候生物条件下，其水分状况、类型与动态都有很大的差异。因此，研究土壤水分状况、类型与动态，对摸清土壤的形成、分类、分布、肥力状况以及进行田间土壤水分调节等方面，都有十分重要的理论和实践意义。 (二) 主要内容 烘干法测量土壤样品的最大吸湿水含量。 (三) 仪器用品 铝盒（或玻璃扁平称量瓶）、分析天平、烘箱、干燥器、铁夹子、磁盘。 (四) 原理方法 在土壤的各项理化分析中，都是以“烘干土”作为最后结果的衡量标准。而在实际的实验中，都是以“风干土”样进行分析的。知道了土壤的吸湿系数，就可由风干土样重换算出实验分析土壤的实际烘干土重。 新鲜的土壤样品都有一定的水分。将新鲜土样晾置于室内，土壤中的水分会因不断地向空气中蒸发而损失，当土壤中的水分与空气中的水分达到平衡时（一般需要几天），称此时的土壤为“风干土”。风干土中仍含有一些被土壤颗粒紧紧吸附的不能进入空气中的水分，这称为吸湿水。吸湿水可在高温环境下被烘干，此时的土壤称为“烘干土”。由风干土和烘干土的重量差值，即可计算土壤吸湿水的含量。 (五) 操作步骤 1. 将铝盒或玻璃扁平称量瓶在105箱中恒温烘干1于干燥器中冷至室温。 2. 在分析天平上称出干燥而洁净的铝盒重量（W）。 63. 在土盒中放入约5上盒盖，称重（ 4. 将土盒开盖放入烘箱，在105连续烘干68小时。 5. 取出铝盒迅速放入干燥器中，使之冷却至室温（约半小时）。 6. 从干燥器中取出铝盒，立即放在天平上称重（ 7. 再放入烘箱，烘干38. 重复第5检验是否恒重，若两次称重差别不超过3毫克，即可进行计算。 (六) 结果计算 土壤吸湿水含量（%）= 221100 (七) 实验报告要求 1. 记录实验结果： 铝盒重(铝盒+风干土重(铝盒+烘干土重(烘干土重（g），吸湿水含量(%)。 2. 回答问题：土壤吸湿水含量的多少受哪些因素影响？ 7实验三 土壤有机质的测定 （一）目的意义 土壤有机质是鉴别土壤肥力的重要指标，是肥力形成的标志。有机质的含量、组成和性质，随着气候生物条件呈有规律的变化。土壤有机质的含量也反应了一定的成土过程，所以在土壤分析中常常是必测项目。它对探讨研究土壤的形成、分布、分类及肥力等都有重要的理论和实践意义。 （二）主要内容 用重铬酸钾法测定土壤有机质含量。 （三）仪器用品 硬质玻璃试管，玻璃漏斗，三角瓶，油浴锅或远红外消煮炉，铁丝笼，温度计（036 0 ），玻棒，酸式滴定管，分析天平，移液管，试剂。 （四）原理方法 重铬酸钾法是土壤有机质测定的主要方法，也是普遍采用的方法。其原理是用氧化剂氧化有机质中的碳，就是用重铬酸钾硫酸溶液，在加热的条件下氧化有机质中的碳，多余的重铬酸钾用邻菲罗啉为指示剂，用硫酸亚铁或硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定，以耗去重铬酸钾的量来计算出土壤有机质中的碳的含量。其反应式如下： 消煮反应：2K 283C 2 +238定反应： K 267 2 +3 +7五）测定步骤 1. 称土 别于两根硬质玻璃试管中（注意：土样勿沾在试管壁上），加入约 2. 氧化 K 2 2别于三根试管中（空白一根），将有土样的试管充分摇匀。三根试管分别加盖小漏斗，以回流冷凝蒸出的水汽，减少蒸发量。 83. 加热消煮 将加盖小漏斗的试管盛入铁丝笼中，待油浴锅中的石蜡温度升高到185 190 时，把铁丝笼放入油浴锅内。为使锅内的石蜡温度均匀和下降，并将温度保持在170 180 之间，需要将铁丝笼上下提起、落下数次。待试管内溶液表面冒泡开始计时，沸腾五分钟，立即将铁丝笼提出蜡液面（力求准确计时，否则会影响分析结果），稍等片刻再将整个铁丝篮放在专用纸板上冷却。取出试管，擦净表面油液。 4. 滴定 待试管内的液体冷却后，用洗瓶中的纯水少量多次的将其无损地分别洗入三个250液体积应控制在600使溶液的酸度保持在23然后加入3滴邻菲罗啉指示剂， 溶液进行滴定，记录初读数。颜色由橙黄草绿深绿棕红（突变）即为终点，记录终读数，记录用量。 （六）结果计算 （V 0V） 3/2机质 % = W 式中：V 0空白实验消耗的用量；V样品测定时消耗的用量；C标准溶液的摩尔浓度；W风干土重（g）；1毫摩尔碳的重量（g）；按土壤有机质平均含碳量58%计算，100/58=正系数）是由于用这种方法所测得的有机质一般只能为实际含量的 90%，因此要称以 反应的分子比；3/2K 2反应的摩尔比。 （七）实验报告要求 1. 记录实验结果。 2. 回答问题：实验中加入（八）有机质速测法 通常在野外工作时才用速测法,具有快速简便的优点,结果也相对准确。其测定原理是用重铬酸钾硫酸溶液氧化土壤,氧化时橙红色的重铬酸根离子(C 还原成绿色的铬离子(当土壤有机质含量较低时剩余的重铬酸钾较多，溶液为橙黄色。有机质9含量较高时剩余的重铬酸较少,被还原的铬离子就多，溶液为绿色。观察反应后溶液的颜色,就可以快速的判断出土壤有机质的%含量。 土壤速测法也是利用了硫酸与水反应后,自然发热来加温溶液的,这样的氧化还原反应,才能迅速完成。 (一) 分析方法 1 别于两个502 别注入两个三角瓶中摇匀。 3 用5别注入两个三角瓶中，立即摇动1分钟后，静止30分钟。 4 用胶头滴管沿瓶壁吸取上部清液，分别滴入比色板穴中，两穴/三角瓶，五滴/穴。每穴再加入两滴纯水稀释，用玻棒搅匀，用有机质比色卡比色。 （二）结果计算 速测有机质% = 比色读数正系数） 校正系数是用重铬酸钾10实验四 土壤 的测定 (一) 目的意义 土壤仅影响植物的生长，影响土壤养分的有效性，是土壤肥力的影响因素之一，也影响土壤矿物质的转化及微生物活动。土壤且是审查其它项目测试结果的一个依据。因此测定土壤十分重要的理论和实践意义。 (二) 主要内容 用电位法的方法测量土壤样品的(三) 仪器用品 5析天平、烧杯（50量筒（25玻棒、小勺、洗瓶、滤纸、废液桶 (四) 电位法 土壤位法测定的精确度较高，(五) 测定原理 用水溶液提取土壤中水溶性的H+，应用玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，共同插入溶液中，即构成了电池反应。这时两极间形成了一个电位差，由于甘汞电极的电位是固定的，该电位差的大小取决于溶液中H+的浓度。H+ 浓度的负对数值为个值可以从仪器屏幕上直接读取。 (六) 测定方法 1. 用天平称取过1502. 用量筒量取25玻棒间歇搅拌半小时或用电动搅拌机搅拌1分钟左右，静置半小时，澄清平衡。 3. 用5出数据填写在实验报告中。 (七) 实验报告要求 1. 记录实验结果。 2. 回答问题：所测定的土壤酸度的类型？不同土壤酸度类型之间的关系。 11实验五 植物类群和校园植物观察 (一) 目的意义 通过校园植物观察，识别常见的植物；了解孢子植物和种子植物各大类群的基本特征及一些代表种类。为植物地理实习和野外调查打下基础。 (二) 主要内容 观察校园的孢子植物、裸子植物和被子植物的代表种，了解其类群的基本特征及对环境的适应性。 (三) 仪器用品 放大镜，解剖针，刀片，镊子，培养皿，载玻片，滴管，各种植物类群的代表性实物标本。 (四) 原理方法 1 孢子植物观察 （1） 藻类 藻类为低等植物，没有真正的根茎叶的器官划分，但具有细胞核和叶绿素，能进行光合作用。如水绵。 （2） 真菌 真菌植物体只有少数原始种类是单细胞的，大多数种类的营养体都发展成丝状体。真菌均为异养植物，营寄生或腐生生活。如面包霉。 （3） 苔藓植物 苔藓植物是高等植物中脱离水生进入陆地生活的原始种类。 植物体矮小，通常为叶状或有类似茎叶分化。假根吸收作用微弱，无维管束构造。分为苔纲和藓纲。 （4） 蕨类植物 叶大型，叶脉有多种类型。取蕨类羽叶观察叶脉和孢子囊群的分布情况，以及取蕨的原叶体观察，可见到幼小的新植物在母体上长大成形的情况。 2 裸子植物观察 （1） 苏铁科 苏铁科的苏铁又称铁树，为棕榈状常绿乔木，茎不分枝，茎顶丛生大羽状复叶。 （2） 银杏科 银杏科的银杏又称白果树或公孙树。为落叶乔木，叶为扇形，顶端分裂。 （3） 松科 松科的马尾松为常绿乔木，叶细长柔软，呈长针形，通常两个针叶12组成一束。喜生于酸性土上。 3 被子植物观察 被子植物的种子是被果皮所包围，可分为双子叶植物和单子叶植物。 （1）双子叶植物观察 1） 十字花科：取菜心、芥兰或荠菜的植株或标本，观察其总状花序、十字形花冠、四强雄蕊，并观察子房位置。 2）樟科：以樟树作代表植物。观察枝条 ，注意叶脉的分布，是否三出脉？叶面有无腺体？枝叶是否有芳香味？观察花，注意花朵的大小、花被、雄蕊、雌蕊和子房。 （2）单子叶植物观察 1）百合科：观察百合花的花部，为三基数，花萼 3 枚，花瓣 3 片；花药 6 个；雌蕊3枚。3室。果实为蒴果。 2）禾本科：取小麦花序及花进行观察。 花小，花序（麦穗）的基本单位为小穗，小穗本身就是一个穗状花序，而麦穗是由许多小穗组成的复穗状花序。从小穗上取下一朵花，观察外稃、内稃、雄蕊、雌蕊。取小麦果实进行观察，小麦的果实称为颍果。果皮与种皮和生，不宜分开。仅有一个子叶，种子的大部是胚乳。 (五) 校园植物识别 由教师带领学生在校园内，讲解各种植物的注意特征，指导学生认识常见的植物。学生可根据所学的形态术语对照教材仔细观察植物。要求识别最常见的植物2030种。 (六) 作业与思考 1比较苔藓植