土壤常规实验实习指导手册

1、土壤实验实习指导手册目录_、厶亠亠c刖 b2实验一、土壤分析样品的釆集和制备3实验二、土壤含水量的测定4实验三、土壤机械组成的测定6实验四、活性酸(ph)的测定9实验五、土壤容重和盐度的测定和孔隙度的计算11实验六、土壤有机质的测定12实验七、土壤有效磷测定14实验八、土壤磁性测定15实习一、土壤剖面观察与描述16实习二、土壤基木形态特征观察与描述17一、土壤实验实习开设目的土壤实验实习课程开设冃的，主要为了加深学生对土壤理论学习的认识，掌握基本 实验技能和资料分析的能力，培养和提高学生独立科研研究的能力。二、土壤实验实习的要求学生可以根据指导教师提出的方案完成各个实验项目和分析总结，也可以自

2、行选择 研究方向，并在指导教师指导下设计研究方案和实验项目，完成各项实验和分析总结。具体要求，学生在完成每个实验和实习项目后，递交实验和实习报告。在所有项目结朿 后，完成分析和研究总结报告。实验和实习报告内容一般包括以下儿个方面：1、实验和实习项目2、方法和原理3、主要操作步骤4、数据记录和结果计算5、对本实验和实习过程屮的一些问题的思考。三、注意事项土壤理化分析实验有一定的方法原理和操作要求，会使用各种化学试剂和药品。学生在 实验前必须认真仔细阅读实验指导手册，了解其原理和操作方法，在实验过程屮按照实验指 导手册的操作步骤认真仔细地操作完成，不得随意更改操作方法，注意安全。在实验结束后， 清

3、洗和整理实验用具。实验一.土壤分析样品的采集和制备一、目的土壤分析所用的样品须进行采集和制备。分析样品的正确采集和制备是一项极重要的基 础工作，并保证实验结果的科学和准确性。野外采集土样主要注意所采样品的代表性，采集 时要贯彻“随机”化原则。野外采集来的土样需要经过包括风干、挑拣、研磨、过筛和装瓶 等室内严格的准备制备过程后，才能进行各项理化分析和测定。二、土壤分析样品的采集根据研究目的选择采样方法。通常有混合土样采样和剖面土样采样。混合土样采 样方法采集的点的分布要尽量均匀和随机，取土深度和重量也应均匀-致。剖面土样采样方 法可采用挖长约2米，宽1米，深约12米土坑，按土壤发生层自下而上采集

4、样品，或用 50-100厘米，直径10-25厘米的pvc管采集柱状样回室内后再按发生层进行分割。所有采集 的样品装袋，并在袋子内外各备一张标签，注明采样地点、日期、采样深度、编号和采样人 等。三、土样的制备方法和步骤1、土样的风干：从野外采集的土样应尽快风干，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。在风干过程中不断翻动和揉碎土块。2、土样的磨细和过筛：将风干的土样平铺在木板上，拣出动、植物残体和非土壤形成 物质，然后用木棒反复研磨，过毫米筛，对不能过筛的土粒，必须反复研磨过筛。过筛的 土样装袋或瓶备用。实验

5、二、土壤含水量的测定土壤水分含量的多少，直接影响土壤的固、液、汽三相比例，以及土壤的适耕性和作物 的生长和发育。同时在进行土壤理化分析时，需要在105°c温度下烘干。测定风干土样的吸 湿水含量，并以烘干样品重为相对统一的计算基础。这是因为土壤理化常规分析常按烘干样 品重计算结果。这样就可以使整个分析结果有一合理的相对性数值。测定土样含水量的方 法有多种，常用的方法有烘干法，红外线法和酒精燃烧法。现介绍烘干法和酒精燃烧法。一、烘干法1方法原理土壤屮被颗粒吸附的各种形态类型的水分，在105-110°c温度范围内连续烘干6-8小时 后，均能被释放出來。测定烘干前后重量可以得到土壤

6、含水量。2、操作方法称取样品3-5克（精确到0.01克），放入已知重量的铝盒屮，盖上盖子，放入烘箱屮，控 制在105°c温度范围，连续烘干6-8小时，取出铝盒放入干燥皿中冷却至室温，然后称重, 精确到0.01克。二、酒精燃烧法1、方法原理本方法主要利用酒精在样品屮燃烧，使水分迅速蒸发干燥。酒精燃烧时，火焰距土面2 3厘米，样品温度约70-80度。当火焰将熄灭前几秒钟，土温迅速上升到180-200度, 然后很快下降到85-90度，缓慢冷却。由于高温阶段的时间短，所以样品屮的有机质及盐 类损失甚微（有机质含量大于5%的样品不适用本方法）。2、操作方法称取样品3-5克（精确到0.01克），

7、放入已知重量的铝盒屮，向铝盒滴加酒精，直到土 面全部浸没即可。燃烧酒精，经数分钟熄灭，待样品冷却后滴加1一2滴酒精进行第二次燃 烧，一般情况下，样品经3-4次燃烧后即可达到恒重，马上将铝盒盖盖上，放入干燥111l中 冷却至室温，然后称重，精确到0.01克。三、结果计算计算公式： w%= （y1-y2） /（y2-y0） x 100式中：w 含水量（）y0-铝盒重y1 铝盒+风干土样重y2 一铝盒+烘干土样重四、注意事项：1、用烘干法，烘箱控制在105-110°c温度范围内，温度过高，土壤有机质会碳化散逸， 影响结果。2、用酒精燃烧法，滴加酒精后将铝盒在桌面上轻轻敲击儿次，使样品均匀分

8、布于铝盒 中，这样样品易被酒精浸透。3、本方法需进行平行测定，允许平行绝对误差小于1%。収算术平均值。五、思考题：土壤屮存在那些水分类型？不同季节不同气候和不同时间采集的土壤对测定土壤水分含量有何影响？风干土壤测定什么类型的土壤含水量？为什么要测定它？土壤水分在土壤形成和肥力上有何重要作用？实验三.土壤机械组成的测定土壤机械组成或称为土壤颗粒组成，通过它的测定可以确定土壤质地的名称，它的命名 和分类是根据土壤中各种不同直径的颗粒含量的相对比例而定，土壤中各粒级的土粒重量一 般以占干土重的百分数来表示。土壤质地的轻粘，直接影响土壤的透水性、通气性、导热性、 耕性、保肥性以及其他生产性能，所以了解

9、土壤质地就可以大致知道土壤基本性状和生产 潜力，为作物合理布局及因土种植提供参考依据。现介绍比重计法和粒度仪法。一、比重计法1、方法原理：比重计法是将小于一毫米一定数量的土样，经过化学与物理处理，使之充分分散成单 粒状态，然后置于沉降筒中，让分散的土粒在悬液中自由沉降。由于各种大小不同颗粒的沉 降速度不同，大颗粒沉降快，小颗粒沉降慢。根据这个原理用特种比重计测定悬液在不同 时间里变化情况，并观察土粒分布情况，此种比重计测得悬液比重读数，可以直接表示出各 级土粒的含量。2、操作步骤：（1）样品处理：称取过一毫米孔筛的风干土样50克（精确到0.01克）置于瓷蒸发皿 中，加入分散剂（石灰性土壤加0.

10、5n偏磷酸钠溶液60毫升；中性土壤加0.5n草酸钠溶液 20亳升；酸性土壤加0.5n氢氧化钠溶液40毫升），先加入一部分分散剂，用带橡皮头玻璃 棒研磨使样品成稠糊状，再把剩余的分散剂加入调匀，静止半小时，使分散剂充分作用，然 后用玻璃棒研磨半小时，使土粒完全分散。（2）悬液制备：将以研磨好的溶液全部洗入沉降筒中，最后定容至1000毫升。（3）悬液测定：将沉降筒置于昼夜温度变化小，平稳的实验桌上，先测得悬液温度, 在表1中查出此温度时测定粒级的相隔时间。在第一次测定前1分钟用搅拌棒上下搅拌1 分钟（上下各30次）开始计时，按所规定时间前30秒将比重计轻轻插入悬液中。到选定时 间测得比重计读数将所

11、得读数填入表2,再经过必要校正讣算后，即可代表各不同粒级含量。3、结果计算：4、试剂和仪器：（1）仪器：甲种比重计（即鲍氏比重计）；带橡皮的玻璃棒；蒸发皿或豌；搅拌棒（用不锈金属制 成，下面装有带孔铜片）；沉降筒（1000毫升量筒）。（2）试剂:0.5n六偏磷酸钠溶液：用药物天平称取化学纯六偏磷酸钠51克，放入500毫米烧 杯中加蒸憎解，然后将其移入1000毫升容量瓶中，定容至刻度，摇匀，储存在试剂瓶中。5、注意事项：（1）加分散剂研磨时，带橡皮头玻璃棒要自上而下轻轻地研磨，切不可一下 子插下 去，使橡皮头沾上较多土壤影响分散效果。同吋，各个样品研磨吋间要求一致。（2）搅拌悬液时上下速度要均匀

12、，搅拌棒向下时一定触击沉降筒底部，使全部土粒都 能悬浮；搅拌棒向上时有孔金属片不能露出液面，一般到液面下35毫米，否则会使空气 压入悬液，致使悬液产生涡流现彖，影响土粒开始时的沉降规律。（3）在测定时，比重计应 轻放轻取，尽可能避免摇摆和振动，以保证土粒自由沉降，比重计应放于沉降筒中心。（4）比重计应于离读数时间尽可能短的时间量放入悬液，一般应控制读数1530 秒钟。（5）严格按照所规定时间读収数值。（6）称量前应把植物根等杂物去掉二、激光粒度仪法1、方法和原理：激光粒度仪通过测量样品颗粒光散射的模式来测定颗粒的人小。光散射的模式常称 为散射模式或散射功能，散射模式是由散射角度的作用而产生的光

13、强度组成，每个颗粒的散 射模式是颗粒大小所特有的，激光粒度仪测量模式是通过样品中每个颗粒散射模式总数。2、操作步骤：（1）称取过1毫米筛的风干土样0.1克左右，于100毫升烧杯中，加入5%的六偏磷酸 钠溶液10毫升，将样品放入超声振荡仪10分钟，制成悬浮液供测试。（2）激光粒度仪为backman公司生产的ls13320型激光粒度仪。启动测试系统，进入主系统界面，在run菜单下选择use optical module,将计 算机与粒度仪连接起来，然后按提示设定测试的具体要求，回到主页界面，按start cycle 键即可开始进行测试。（3）测定的粒度分级一般选择1、5、10、50和100微米五级

14、，得到各级的累积含量， 计算各粒级含量，查表求得土壤质地类型。三、思考题：为什么要测定土壤的机械组成？不同的质地类型对土壤的肥力和性质有何不同的影响？土壤颗粒的粗细和混合比例不同主要受什么因素影响?实验四、活性酸（ph）的测定一、方法原理：土壤的酸碱反应是土壤重要的化学性质z,它不仅对微生物的矿物养分变化有影响, 并且直接对植物生反和发育有显著作用。各种作物生长有它一定的酸碱适宜条件，许多营养 元素的有效性也随土壤酸碱度的不同发生变化。本实验采用电位测定法。二、操作步骤：1、称取25克风干土样，置于50ml烧杯中，用量筒加25ml无co2蒸徭水，放在磁 力搅拌器上搅动1分钟，使土体充分撒开，放

15、置半小吋到1小时使其澄清（或间歇地搅拌或 摇动30分钟放置平衡30分钟），此时应避免空气中有氨或挥发性酸。2、每次测定前，先用洗瓶轻轻将ph玻璃电极表面和甘汞电极所粘着的土粒洗去，并 用滤纸轻轻将吸附的水吸干。3、将ph玻璃电极的球泡插到下部悬浊液中，并在悬独液中轻轻摇动，以去除玻璃表 面的水膜，使电极电位达到平衡，这对缓冲性弱的土壤和ph较高的土壤特别重要，随后将 甘汞电极插到上部清液中，钦下读数开关进行ph测定。三、试剂备制：1、ph4.01标准缓冲液：称取在105度烘过的苯二甲酸氢钾10.21g,用蒸镉水溶解后稀 释至1l,即为ph4.01、浓度0.05mol的苯二甲酸氢钾溶液。2、ph

16、6.87标准缓冲液：称収在45度烘过的磷酸二氢钾和无水磷酸氢二钠3.5九 于干燥皿中放置二周，使成为带2个结晶水的磷酸氢二钠，再经130度烘成无水磷酸氢二钠 备用，溶解在蒸徭水中，定容至1l。3、ph9.18标准缓冲液：称取3.80g硼砂溶于蒸镭水中，定容至1l,此缓冲液容易变化， 应注意保存。配置标准缓冲液，必须准确可靠，配好后应储存于蘑口硬质玻璃瓶或塑料瓶内。四、思考题：土壤的ph值在土壤形成中的意义何在？土壤的ph值是否有地域分布规律?实验五、土壤容重和盐度的测定和孔隙度的计算1、方法原理：土壤容重是指在自然结构状况下，单位体积土壤的重量，逋常以立方厘米多少克来表 示。一般讲土壤容重小，

17、说明土壤比较疏松。孔隙多，结构性好；反z, 土壤容重愈大，表 明土壤结实。结构性差，孔隙少。环刀法是测定容重的方法之一。它是利用一定体积的环刀 切割自然状态土壤，使土充满其中，然后称量计算。2、操作步骤：将环刀摆放在已知重量的环刀上，环刀内壁涂上一层薄薄的凡士林，然后将环刀垂 直插入要测定的土成之中，不能左右摇摆，以免改变土壤分自然状况。待环刀全部进入土壤 后，用铲子挖去环刀四周土壤，取出环刀，用小刀仔细削平两端土样后称重；另称取该土 10克，放入铝盒中用酒精燃烧法测其含水量，换算出烘干土重。3、结果计算：4、注意事项：（1）环刀插入深度要适当，如插入深度不够，则不能填满环刀容积，插入过深会

18、影 响坏刀内土壤的松紧状况。（2）如土壤中含有大的石块、树根、动物时，则将土样作废，重新再做。（3）每层需采三个重复样品，允许平行绝对误差v0.03克/厘米，収其算术平均值。5、总孔隙度的计算：土粒和结构体彼此之i'可形成各种大小的问隙，这些间隙为孔隙，土壤总孔隙度是土壤中孔隙占土壤总体积的百分数，它是土壤重要的物理性质之一，土壤总孔隙一般 不直接测定而是从土壤容重和比重数值屮计算得出。（6）固、液、气三相比：实验六、土壤有机质的测定土壤有机质是土壤的重要组成物质之一，它和土壤矿物质一起构成土壤的固体部分。 土壤有机质既是植物矿物营养和有机营养的重要来源，特别是氮素和磷素的主要來源，又

19、是 土壤中微生物必不可少的碳源和能源。土壤有机质直接影响土壤的温度等。所以有机质是作 为衡量土壤肥力高低的一个重要指标。土壤中有机质的分解和积累，决定于生物、气候、母质、地形等条件，因而土壤有 机质含量也反映了一定的成土过程。所以有机质也是区分土壤类型的一个指标。一、方法原理：土壤有机质的含量一般通过测定有机碳的含量计算后求得,将所测得有机碳乘以1.724 常数，即为有机质总量。但这是一个近似值，因为各种土壤中有机碳含量是不完全一致。测定土壤有机质方法很多，一般采用重倂酸钾硫酸法。此法操作简便，设备简单，速 度快，再现性较好，适合大批样品分析和实验室用。所谓重銘酸钾硫酸法就是在加热条件下，用一

20、定量的标准重钻酸钾溶液，氧化土壤有 机碳，多余的重锯酸钾则用硫酸亚铁溶液滴定，以实际消耗的重銘酸钾量计算出有机碳的含 量，再乘以常数1.724,即为土壤有机质含量，其反应方程式如下：2k2cr2o7+3c+6h2so4=2k2so4+cr2(so4)3+3co2+8h2o k2cr2o7+6feso4+7h2so4=k2so4+cr2(so4)3+3fe2(so4)3+7h20二、操作步骤：(1) 准确称収通过60号筛风干土样0.10.5克(精确到0.0001克)，放入干的硬质试 管中，用吸管加入0.8000n重珞酸钾标准溶液5毫升，再用吸管加入5毫升浓硫酸，小心摇 匀，在试管口上加一弯颈小漏

21、斗。(2) 预先将植物油浴锅温度升到185190度，将试管插入铁丝笼中，并将铁丝笼放入 上述油锅屮加热，此时温度控制在170180度，使管内溶液保持沸腾5分钟，然后取出铁 丝笼，待试管稍冷后，擦净外部油液。(3) 冷却后将试管内溶液洗入250毫升三角瓶中，使瓶内总体积在6080毫升，此 时酸度约为23n,然后加邻啡罗咻指示剂3-5滴，用0.2n硫酸亚铁溶液滴定，溶液颜色 由黄色经过绿色突变到棕红色即为终点。(4) 在测定样品时必须做空白实验，可以用纯砂或灼烧土代替样品，以免溅出溶液。 其他手续同上。三、结果计算:四、试剂和仪器：（1）仪器：硬质试管；油浴锅；铁丝笼；0360度的温度计；分析天平

22、；5毫升吸管；250 毫升三角烧瓶；25或50毫升滴定管。（2）试剂：0.8000n重銘酸钾标准溶液:准确称取经过130度烘34小时的分析纯重珞酸钾39.225 克，溶解于400毫升水中，必要时可加热助溶，冷却后稀释定容到1000毫升，摇匀备用。0.2n硫酸亚铁溶液：称取化学纯硫酸亚铁55.6克或硫酸亚铁氨78.4克，加6n硫酸30 毫升溶解，加水稀释定容至1000毫升，摇匀储存于棕色瓶中。邻啡罗咻指示剂：称取化学纯硫酸亚铁0.695克和分析纯邻啡罗咻1.485克溶于100毫 升水中。五、注意事项：（1）此法要求有机质含量在2%以上者，相对误差不超过5%,有机质含量低于2%,绝对误差不超过0.

23、05,因此，必须根据有机质含量多少决定称量，一是有机质在 715%的土样可称0.10.5克。24%者可称0.50.2克少于2%可0.5克以上，以减少 误差。（2）消化煮沸的时间必须尽量准确一致，否则，对分析结果有较大影响，必须从 试管内溶液表面开始翻动方能计算时间（有大气泡出现）。（3）消煮温度要严格控制在170180度，当加浓硫酸时会发生大量热量，应趁热放入 油浴锅中消煮。因此加温和加液的时i'可应预先估计好。（4）消煮好的溶液颜色，一般应是黃色或黃中带绿色，如果以绿色为主，则说明重锯 酸钾用量不足，有氧化不完全的可能，应弃去重做。五、思考题：土壤有机质高低可以说明什么意义?实验七.

24、土壤有效磷测定一、方法原理：氮是植物的重要养分之一，土壤中的氮是植物需氮的唯一来源，因此，土壤中氮的含量 高低，直接反映土壤肥力水平。土壤小有效磷含量是指能为当季作物吸收的氮量，了解土壤 中有效磷的供应状况，对施肥有直接的指导意义。土壤小测定有效磷方法很多，现介绍碳酸 氢钠浸提一铝鎌抗比色法。二、操作步骤：（1）称取过20号筛风干土 5克于200ml三角瓶中，加100ml0.5mol碳酸氢钠溶液， 再加一角勺无磷活性炭，塞紧瓶塞，振荡30分钟，立即用无磷滤纸过滤，滤液接于干三角 瓶中。（2）吸取过滤液10ml （示含磷量而定）于50ml容量瓶中，加硫酸钳锂抗混合显色剂 5ml,充分摇匀，排出二

25、氧化碳后加水定容至刻度，再充分摇匀。30分钟后用721型光电比 色计比色（波长700nm）读透光率（或吸收值），比色时同时做空白测定。（3）磷标准曲线的绘制：分别吸取5ppm磷标准溶液0, 1, 2, 3, 4, 5ml于50ml 容量瓶中。各容量瓶即为0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5ppm磷（p）,再逐个加入0.5mol碳酸 氢钠溶液10ml和5.5n硫酸一钳僦抗混合显色剂5ml,同待测液一样进行比色后，绘成标准 曲线。三、计算结果：四、试剂配置：（1）0.5mol碳酸氢钠溶液：溶解42.0g碳酸氢钠于800ml水中,以0.5n氢氧化钠调 节浸提液ph至8.5加水定容至llo（2）无磷活性碳（3）5.5n硫酸铝锐抗贮存液：称取酒石酸氧锂钾0.5g,溶于100ml水中，制成0.5%的 溶液。另称取钳酸镀log,溶于450ml水中，徐徐加入153ml浓硫酸，边加边搅动。再将 0.5%的酒石酸氧钏钾溶液100ml加入到钳酸钱溶液屮，最后定容至1l。充分摇匀，贮于棕 色瓶中。（4）铝钱抗混合显色剂：称取1.5g左旋抗坏血酸，溶于100ml硫酸钳锂抗贮存液中， 有效期24小时。（5）磷标准溶液：准确称取在105度烘箱中烘干的分析纯磷酸二氢钾0.2195g溶于 400ml水屮，加浓硫酸5ml,移入1000ml容量瓶屮，加水至刻度。此液为50ppmp标