中国农业大学自编教材试验指导资料

1、中国农业大学自编教材基础土壤学实验常规测试技术（本、外专业通用）编者：吕贻忠中国农业大学基础土壤组目录说明实验一不同土地类型的“野外认地”实验二室内各种岩石、矿物及其风化标本的观察实验三室内土壤形态特征标本的观察实验四 室内土壤质地手测法练习实验五 田间认土实验六 土壤分析样品的采集与制备实验七 土壤矿物质颗粒分析（一）比重计法（二）吸管法实验八 土壤微团粒测定实验九 土壤密度（比重）的测定实验十 土壤容重的测定实验十一风干土样吸湿水的测定实验十二凋萎系数的测定实验十三土壤水分含量（新鲜土样）的测定和田间验埔实验十四田间持水量的测定实验十五毛管持水量的测定和毛管上升现象的观察实验十六土壤透水性

2、的测定实验十七土壤水吸力的测定实验十八土壤胶体凝聚、分散和电泳现象的观察实验十九几种土壤吸收性能的观察实验二十土壤有机质含量的测定实验二十一 土壤腐殖质的分离及各组分性状的观察实验二十二 土壤腐殖质的快速测定实验二十三 土壤酸度的测定实验二十四 土壤全氮的测定实验二十五 土壤碱解氮的测定实验二十六 土壤有效磷的测定实验二十七 土壤速效钾的测定实验二十八 土壤水溶性盐分的测定实验二十九 土壤有效硼的测定实验三十土壤中有效锌、镒、铁、铜的测定附表1 国际单位（S1）蝗倍数和分数的名称和符号附表2土壤研究中某些测定项目的计量单位的变更附表3土壤科学研究中某些常用计量单位的变更情况 说明本基础土壤学实

3、验常规测试技术 教材是在原土壤与植物营养专业（本专业）和植物 生产类专业（外专业）的土壤学实验指导的基础上， 经修改和扩充了必要的内容编写而成的。 故将本、外专业的土壤学实验合并通用。 本、外专业土壤课程实验具体做哪些实验项目，由 任课教师从中指定选用，本教材也可供从事土壤科学研究的科研人员、分析技术人员参考。本教材共编写了 30个土壤常用实验测试项目，以适应土壤科学研究和农业生产发展的 需要，实用性较强。同时，将土壤科学研究中某些测定项目的计量单位也变更过来，并附表13,以便寻查。编者实验一不同土地类型的“野外认地”一、实验目的和意义在农业生产中，“地”常作为利用和规划的单元。“地”是地表各

4、因素相互联系的一个整体，它是“土”存在的场所或空间基础。“地”和“土”是两个不同的概念范畴，但又有密不可分的联系。如土壤的水、热、气、肥状况在很大程度上决定于“地”的条件。因此，在 野外熟悉“地”的辨认方法，把地学知识和土壤学的内容密切联系起来，对学习土壤、帮助 加深理解课堂所学内容十分有益。本实验的目的是：（1） 了解学校附近“地”和“土”的农业利用与周围环境条件的现状 及相互关系。（2）初步辨认百望山上沉积的各种岩石和矿物的种类、性质及风化状况。（3）了解几种常见的地表沉积体（母质）以及对成土过程的影响。二、内容概述“地”和“土”是进行农业生产的基础条件，每一种“土”不是孤立存在的，而是分

5、布在特定的“地”的位置上的，农民常把土和地二者俗称为“土地”。华北地区常见的农业用地（表1）。表1 华北地区常见的农业用地地的名称地形部位地面状况排水好坏地下水埋深（米）地表沉积物旱涝情况土石山地山地倾斜度大，土层极好，常遭无固定地下残积物，极粗常旱薄，石质冲刷水位山坡地山地倾斜度稍大，土同上同上残积一波积常旱层稍厚，夹砾石物，粗岗坡地洪积扇顶部和河流两岸自倾斜明显，土层同上 68洪积一冲积常旱然堤稍厚，高爽物，砂质夜潮地河流两岸和扇缘地带微倾斜，稍低于不太好1.52.0洪积一冲积耐旱，通常四周物，砂壤质不涝四平地平原中的高处平坦中等24淤积一冲积旱涝保收物，壤质下湿地平原中低洼处，湖泊周围，

6、低洼很不好11.5淤积物，细经常积水、低洼地交接洼地冲积扇扇缘交接洼地，平原中洼处稍低洼不好12淤积物，细常涝耐旱易涝河套地河床两边河漫滩和低阶地平坦中等1.53冲积物，粗耐旱易涝砂洼地新旧河道槽形洼地，河漫 滩低洼不好70-140 米7055 米5051 米4550米地下水位（春季）天固定地下水810 米34米23米土壤石渣土黄板土、红砂土黄砂土、青砂土潮土主要作物林木、酸枣、荆条、桃、栗、苹果小麦、玉米、菜地小麦、水稻管草利用状况人工造林果园大田、菜园大田作物四、仪器铁铳、土钻、土盒、小刀、书包、 10%HCl。五、实验方法由农大西北门出发，向西北方向行进，过京密运河桥向北，沿百望山山麓至

7、韩家川一带， 选择若干个点或地段，进行现场观察，边看边讲边分析；或不过运河从西北旺大桥向东北， 先看扇缘和冲积平原，然后逐步上山，最后在山上做小结。作业题1 .在各观察点边看边讲做好记录的基础上，结合课堂讲授的内容，叙述几种所见到的 地表沉积体（母质）的种类及特点。2 .分析该断面（从山地到平原）的“地”和“土”分布特点及相互关系。3 .分析该断面农用地对土壤性质的影响和农业利用的关系。4 .辨认百望山上岩石、矿物种类及特点。实验二室内岩石、矿物及其风化标本的观察一、实验目的及说明土壤由固、液、气三相物质所组成，固相物质部分由矿物、有机质和生物组成。土壤矿物质部分占土壤总重量的95%以上，占土

8、壤容积的 45%左右。故土壤固相物质主要是由矿物质部分所组成。土壤矿物质的组成和理化性质，直接受到成土母质所赋予的深刻影响，而成土母质又是岩石、 矿物的风化产物。因此了解岩石、矿物的一般特性，对进一步认识土壤 及其有关性状具有重要意义。二、实验方法（一）观察下列几种主要成土矿物的标本首先观察各种主要成土矿物的颜色、晶体形态、硬度以及含有的化学元素成分，进而联系与其所形成的土壤母质性状的关系（不需详细研究辨认各种矿物的特征及方法）。1 .石英（SiO2）石英在适宜条件下， 其完整晶体是六方柱状锥体，一般情况下，为不规则的块状体。颜色透明（无杂质）、乳白、棕色或黑色。条痕无色；硬度7;贝状断口；脂

9、肪光泽，晶面为玻璃光泽。极难风化，常以碎屑状颗粒残留下来，成为土壤中的砂粒，是砂土的主要矿物质成分。2 .石膏(CaSO4 2H2。)石膏一般呈纤维状或板状，集合体多呈致密块状。 晶体外形常呈燕尾双晶。 颜色为白色，无色透明时称透石膏；玻璃光泽，解理面珍珠光泽；硬度 2,能用指甲刻痕；比重 2.32.4; 易溶于水。石膏受热后失水变成硬石膏(CaSO,)，晶体成细条状；条痕白色；叶片状者解理极完全，极易风化。石膏主要用来作胶结物质，生产水泥时做配料。3 .方解石(CaCO3)方解石的晶体形态多种多样，一般多为菱面体，集合体呈粒体、片状、致密块状、钟乳 状和晶簇；质纯者无色透明，含杂质时呈浅红、

10、褐色和绿色等；玻璃光泽；硬度3;比重2.62.8; 具有三向完全解理；条痕为白色；遇稀酸( HCl)时有强烈气泡反应，放出CO2极易风化。无色透明的方解石称冰洲石，在光学工业上用途价值很大，一般用作炼铁的溶剂和建筑材料。4 .长石长石分为正长石和斜长石(1)正长石(AlSi 3O8)正长石是中酸性岩浆岩的主要造岩矿物。晶体成短柱状或板状， 称卡氏双晶；颜色呈肉红、白黄、及灰绿色；透明或半透明；玻璃或珍珠光泽；硬度6;二向解理；比重 2.52.6。正长石可用于陶瓷、玻璃工业，可提取钾盐，较易风化，是土壤中钾的主要来源。(2)斜长石(NaAlSi 3O8及CaAl2Si2O8的混合物)斜长石是构成

11、岩浆岩的主要造岩矿物，CaAl 2Si2O8多分布在基性岩浆岩中，NaAlSi 3O8多分布在酸性岩浆岩中。纯NaAlSi 3O8称为钠长石；纯CaAl2Si2O8称钙长石，晶体呈板状或板柱状，分散在岩石 中，颜色白色或灰白色； 玻璃光泽；二向解理，常见聚片双晶，解理面上有平行的双晶条纹， 两组解理相交成 8687的斜角；硬度6,比重2.602.70,较易风化，是土壤中 Na.Ca元素 的主要来源。5 .云母云母类矿物又分为白云母和黑云母白云母KAl 2(AlSi 3OioCOH)2集合体呈平行的片状或鳞片状；薄片无色，常带有浅黄、浅绿、浅灰等色，玻璃光泽， 解理面呈珍珠光泽；透明；一向极完全

12、解理，可剥离成薄片，能弯曲有弹性；硬度23;比重2.763.10。白云母绝缘性能良好，可用作绝缘和耐火材料。难风化，黄土母质和流砂中 常见其碎屑，是土壤中钾素的来源。黑云母K(Mg.Fe) 3(AlSi 3OioCOH)2晶形和一般特性与白云母相同，但颜色呈黑色或棕黑色；透明或半透明；硬度23;比重2.83.2。因含铁质，绝缘性能较差。较易风化，但给土壤提供 K. Mg. Fe元素较多。6 .角闪石Ca2Na(Mg.Fe)4Al.Fe(Si.Al) 8O223(OH)2普通角闪石晶体呈柱状或细柱状，其横切面一般为六边形，集合体为粗粒状或细粒状； 二向解理，两向解理相交成124 口；颜色深绿至黑

13、色； 玻璃光泽；硬度5.56.0;比重3.23.6; 条痕白色；易风化，是岩浆岩中的主要深色造岩矿物。7 .辉石 Ca. Mg. Fe. Al(Si. Al) 2O6辉石常与橄榄石和基性斜长石共生。晶体呈短柱状，横切石为八边形；颜色一般为深绿、褐至黑色；玻璃光泽；二向解理相交成87口；硬度56;比重3.23.6,易风化。普通角闪石和辉石是岩浆岩和变质岩的主要造岩矿物，它们的颜色、比重、硬度等物理性质极为相似，而解理夹角及横切面形状为其主要的区别特征。8 .铁矿石铁矿石由于产状条件的差异而形成不同类型的铁氧化物和硫化物。一般可分为黄铁矿、 赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等多种铁矿石。黄铁矿(FeS2)晶

14、体为立方体和五角十二面体，在晶面上常见到三组互相垂直的晶面条纹，也有立方体和五角十二面体的聚形。集合体呈致密地状、 浸染状和球状结核体； 浅铜黄色；条痕绿黑色；金属光泽；硬度66.5;无解理；比重4.95.2。黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物矿物，可 用于提取硫和硫酸的原料。赤铁矿(Fe2O3)赤铁矿晶体呈肾状鲍状，颜色多为砖红色，亦有铁黑色；条痕樱红色，是鉴定赤铁矿的主要特征；半金属光泽或土状光泽；硬度5.56.0;比重5.05.3;无解理；无磁性。常聚集成巨大的铁矿床。褐铁矿(Fe2O3. nH2O)褐铁矿是由含铁矿经氧化分解而形成的矿物。呈块状、土状或钟乳状；颜色因含水量不同，有黄、褐至黑

15、色；条痕为黄褐色、光泽暗淡；硬度 14;比重3.34。风化后释放出来 Fe,是土壤中Fe元素的主要来源。9 .磷灰石Ca5(Cl.F)(FO4)3磷灰石的晶形呈六方柱状，集合体为粒状、致密块状或结核状；颜色不一，以灰白、褐 黄、浅绿等色；玻璃光泽或脂肪光泽；硬度5;解理不完全；比重 3.2。是提取磷的主要矿物，可用于制造磷肥，是土壤磷元素的主要来源。10 .次生的粘粒矿物(1)高岭石 Al4(Si4O10)(OH)8由长石、云母等铝硅酸盐矿物经过风化作用而新形成的次生矿物。常呈致密块状或土状；多为白色、土状光泽；硬度近于1;比重2.60;具有粗糙感；干燥时有吸水性；湿时有可塑性。这种矿物在我国

16、南方土壤中分布很广。我国著名的瓷都一一景德镇所产的瓷土，就是正长石风化后的产物一一高岭石(又叫高岭土)。(2)蒙脱石(又叫微晶高岭石)(Al.Mg) 2(Si4O10)(OH)2.nH2O通常为白色或黄、绿、红等色的土块状，晶形为极细的鳞片晶体，它是粘粒矿物中最细的一种。硬度1;比重为2;收水性强，吸水后体积膨胀。在我国北方土壤中分布较多。(3)水化云母(又叫伊利石)KAl 2(Si.Al) 4O10(OH)2.nH2O一般为鳞片状或薄片状的白色块体；有油腻感；通常与方解石和其它矿物混合，在酸性、中性火山岩风化后形成的粘土中出现。我国中部土壤中含伊利石粘土矿物较多。高岭石、蒙脱石和水化云母三种

17、粘粒矿物是沉积岩中的主要组成部分和特有的矿物。它们个体极微小，晶形不能用肉眼辨认， 是土壤无机胶体的主要组成部分。它们的存在对土壤的吸附性、粘结性、粘着性、可塑性、膨胀性、带电性等多种理化性质，有着极为深刻的影 响。(二)观察下列几种成土岩石的标本岩石是矿物的天然集合体，大多数岩石是由两种以上矿物所组成；也有岩石只含一种矿物，如大理岩是由单一的方解石组成(古代称汉白玉)。岩石是组成地壳的主要成分，它是地壳发展一定阶段不同地质作用的地质体。人们很早就开始利用它做建筑材料、筑堤、修坝、建桥等等。岩石种类很多，按其成因可将地壳中的岩石分为三类：即岩浆岩、沉积岩和变质岩。11 岩浆岩岩浆冷凝固结而形成

18、岩浆岩。随冷颖时所处地壳部位的深浅，则矿物结晶粗细亦不同。在地壳深处冷凝散热慢，形成较粗晶粒；浅处冷凝快，有的矿物聚合较快，形成斑晶；喷出地表的岩浆因冷却快，矿物一般来不及结晶，而呈致密状或玻璃状。岩浆岩分类见表2。表2岩浆岩的分类产 出 状 况喷 出 岩碎屑状凝灰岩、凝灰砾石、火山石玻璃状黑耀岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩、玄武岩玻璃隐晶状流纹岩粗面岩P安山岩幺武石浅成岩斑晶状花岗斑岩正长斑岩闪长斑岩辉绿岩深成岩粗晶体花献f正长岩闪长岩辉长岩橄榄岩、辉岩矿物成分主要石英 正长石正长石 角闪右斜长石辉石 斜长石辉石 橄榄石次要黑云母 角闪右 斜长石透长石(无石英)角闪后 黑云母 (无石英)角闪后橄榄

19、石斜长石成分SiO270%60%59%48%40%卦其IIIFe、Mg少t多K、Na多t少其他颜色浅浅深深深比重小T大按硅酸在矿物中 饱和度的分类酸性岩中性岩中性岩基性岩超基性岩(1)花岗岩花岗岩是岩浆在地壳深处冷凝而成。在地壳分布很广，由石英、正长石、云母和少量斜长石、角闪石等矿物组成。各种矿物结晶较好，晶体颗粒粗大。由于矿物组成复杂，结晶较 粗，比较容易风化。(2)流纹岩矿物成分与花岗岩相同，由岩浆喷出地面冷凝而成，属于喷出岩。结晶颗粒很小或玻璃 状，带有流纹和气孔构造，故不易风化。(3)闪长岩由斜长石和闪长石组成， 有时含少量角闪石和黑云母，无石英。矿物结晶颗粒粗大，属 于深成岩，较易风

20、化。(4)安山岩矿物成分与闪长岩相似，结晶颗粒细小，属于喷出岩。一般呈灰、紫或灰绿色，较闪长 岩分布广，较难风化。(5)粗石岩由正长石和角闪石所组成，无石英，结晶颗粒小，呈淡红、浅黄或灰色。常夹有小块正 长石结晶，晶面粗糙。属于喷出岩，较难风化。(6)辉长岩由辉石、角闪石和黑云母等深色矿物组成为主，也有少量斜长石浅色矿物。结晶粗大， 属于深成岩，较易风化。(7)玄武岩矿物成分与辉长岩相似，属于喷出岩。其特点比重较大，带有很多气孔，组织致密，气 孔中为浅色矿物所填充，形成杏仁结构。风化后质地较粘，含盐基物质较多。岩浆岩的共同特点：非碎屑状的块状构造；无有规则的层次排列；不含化石。2 .沉积岩早期

21、形成的各种岩石(岩浆岩、变质岩)，经风化、搬运、沉积再经胶结作用而成的岩石。其特点具有层次性；物质组成复杂；有时具有化石。在地壳表面分布最广，是构成地壳 表面的主要岩石。(1)砾岩由多种岩石碎屑胶结而成，由于岩石种类、搬运距离远近和岩性软硬不同而形成砾岩或 角砾岩。风化后多成砾质或砂质母质。(2)砂岩由石英颗粒胶结而成，砂粒直径一般为0.22mm。风化后形成的土壤，土层薄，砂性强，通透性好，但养分缺乏。(3)页岩由细土粒等沉积物经压实、脱水、胶结硬化而成。其特点是具有薄而平的层次，硬度小， 断面较平坦。较砂岩易风化，在湿润地区风化后形成的土壤，土质粘重，养分含量较丰富； 在干旱地区风化后多形成

22、石渣土。(4)石灰岩由方解石组成，一般成灰或深灰色；遇稀酸 HCl有强烈泡沫反应；风化以化学溶解作 用为主，形成的土层薄，稍粘，富含Ca质。在山地亦往往形成石渣土。3 .变质岩由岩浆岩或沉积岩经高温高压作用发生变质而形成的岩石。使原来岩石中矿物成分、结构、构造及化学成分发生质变，形成一种新的岩石。一般出现岩浆岩的周围或岩浆浸入带部 位。(1)片麻岩由花岗岩变质而来，主要矿物除含有长石、石英、云母及角闪石外，还含有石墨、石榴 子石、十字石及堇青石等变质矿物。具有片麻构造。矿物结构因变质作用成片状，并排列成连续和断续的波浪式黑白相同的带状。较易风化，风化后质地较粗。(2)片岩多由页岩变质而成，片状

23、构造，且相互交错排列，片面不平坦，结晶细小，由云母、绿 泥石、滑石、角闪石等片状或柱状矿物组成。风化较难，风化后形成的土壤质地较粘。(3)板岩由泥质页岩变质而成，板状构造，易裂成薄片状，致密坚硬。一般呈灰色和灰黑色。片 薄且平坦，表面有一层似浆糊状物质 (绢云母)薄片能被完整分离。当地群众用来替代瓦覆 盖房顶。(4)石英岩由砂岩变质而成，矿物组成以石英为主， 并有少量长石、云母等，粒状结构。质地坚硬， 是很好的建工细材。 纯石英岩可制作石英玻璃。但风化较难，风化后形成的土壤质地粗，偏砂，养分贫乏。变质岩的共同特点是：一般具有片理或片麻状构造；矿物质地致密、坚硬；难于风化， 常见于岩浆岩的接触带

24、上。作业题1 .根据室内标本观察并结合课堂讲授内容描述主要成土矿和成土岩石的特征。2 .分析岩石、矿物一一成土母质一一土壤三者之间的相互联系以及母质对土壤理化性 质带来哪些影响？3 .如何理解岩石矿物的风化作用是土壤形成过程不可分割的重要阶段？实验三室内土壤形态特征标本的观察一、实验目的和意义土壤形态特征是指土壤基本性状的外在表现，包括土壤的颜色、物质组成、结构性以及土层构造等。辨认和熟悉土壤的形态特征，是认识土壤的基础； 也是在田间区分不同土壤类型和性质的重要依据。对于认土、用土和改土等方面均具有重要意义。二、实验内容和说明在室内辨认已备好的几种土壤不同形态标本，以增强感性认识，为下一实验“

25、田间认土”进行剖面观察做好准备。具体讲，土壤的形态特征的外部性状，包括土壤颜色、质地粗细、松紧和孔隙状况、结 构性、墉情、新生体、侵入体、植物根系分布、土壤动物和石灰反应等。（一）土壤颜色 是土壤最显著的特征之一， 它是土壤内在特性的外部表现。有的土壤就是以颜色命名的，如黄土、红壤、黑土、紫色土等。通过土壤颜色的感观就可初步判断土 壤的固相组成和性状。例如：1. 在我国北方土壤腐殖质含量高时，土壤颜色就深。一般腐殖质含量达1%上下，则土壤为灰色；23%时则为深灰；35%时则为黑色。在腐殖质含量相近时，则质地愈粗， 染色愈明显。2. 土壤湿度愈大（土壤含水量愈高），土色愈深。故在鉴定土色时必须注

26、意其湿度。3. Fe2O3. nH2O常使土壤呈黄色，失水后成红棕色或红色。Fe的氧化物常呈胶膜形态包被土粒表面，成为土壤的染色剂。在还原条件下，铁的化合物常呈深兰、兰绿、青灰、灰 白颜色。4. SiO2、CaCO3、CaSO4、NaCl、Na?SO4等结晶或粉末；高岭石、石英、氧化铝、白 云母等矿物都为白色或无色，它们在土壤中含量较多，使土色变浅，极多时则呈灰色，甚至白色。土色愈浅说明养分含量较贫乏。在描述土壤颜色时，一般把主色放在后，副色放在前，并冠以深、暗、浅等词以形容颜 色的深浅程度。如浅黄棕色，即主色为棕色，副色为黄色，前面冠以浅加以形容。土壤由多种成分组成，故颜色并非单一，各种土壤

27、颜色之间的相互关系（如图）。还可用迈歇尔色标系统制成的土色卡进行判定。图土壤颜色之间变换关系（二）土壤质地土壤质地粗细程度对土壤水、肥、气、热状况、植物扎根难易及耕性影响很大，不同粗细土层在剖面上的排列状况对土壤肥力，乃至土壤的生产力有极其重要的意义。粗质地土壤疏松，通气透水，有利于植物扎根，但不保水不保肥，养分贫乏；细质地土壤紧实，扎根困 难，通气透水不良，养分含量较多，但可利用的养分较少；壤质土水、肥、气、热协调，是 一种良好的土壤质地。质地分类各国标准不一，解放后我国一直沿用前苏联H.A卡庆斯基分类系统。近年来，随着国际交往增多，又开始采用美国农业部分类制（详见教材4750）。在田间采用

28、简易“眼看手摸”估测土壤质地， 此法虽不太准确，熟练后也能满足生产要 求，其特点是简单、实用、快速。田间辨认质地的方法是：取一小把（块）土，加水少许至半饱和状态，即粘手又不粘手或半干半湿状态，然后按以下规格辨认（详见实验四手测法练习标准图）。砂土无论加多少水，也不能搓成球。砂壤土可搓成小球，但球面不平，有裂口易碎。轻壤土一一可搓成粗约 3mm小细条，但拿起来时立即碎成数段。中壤土一一可搓成细条，但当弯成直径23cm小园环时，即刻裂口和碎断。重壤土可搓成粗约 23mm小条，易成23cm小环，将小环压偏时出现裂隙。粘土一一可搓成小球一一细长条一一弯成小环，压扁后无裂隙。（三）土壤结构指土粒相互团聚

29、或胶结而成的团聚体。其大小、形状和性质不同，所反映的生产性状也不一样。根据布鲁尔的定义，把土壤结构看成是“根据土粒和孔隙的大小、形状以及排列方式等特征构成土壤物质的物理性结构”较为恰当。由此可见，土壤结构与土壤孔隙密不可分，认为结构是土壤孔隙的调节器。土壤结构分类如下表。土壤结构分类表单位：mm块状结构体具有平直式变曲面的立体乃至多 面体，相邻的结构团粒的表面相互 连接，三轴发育相近块状表面平、边缘棱角明显极小 5 小 510 中 1020 大 2050 极大50亚块状表面平稍有园拱边缘圆滑无棱角极小 5 小 510 中 1020 大 2050 极大50柱状结构体垂直轴比其它两轴发育良好，呈垂

30、直排列棱柱状柱头部棱角明显极小 10 小 1020 中 2050 大 50100 极大100圆柱状柱头部圆形极小 10 小 1020 中 2050 大 50100 极大100片状结构体水平两轴发育良好成水平排列片状最薄 1 薄12 中25厚 510 最厚10团粒结构体几乎为等边多角形乃 至球形粒状团粒本身排列较紧密最小 1 小12 中25 大 510 最大10团块状团粒本身为多孔性最小 1 小12 中25 大 510 最大10常见的土壤结构，耕层有团粒、坷垃、板结和结皮；犁底层有片状；底土层有核状（或 粒状）、柱状和棱柱等结构。团粒结构是农业上最优良的结构体，近似圆形，无棱角，其中以直径13m

31、m大小较好，多出现在熟化程度较高的耕层（或表层）。坷垃、板结和结皮是不良的结构体。坷垃多因质地粘重、 腐殖质含量少和耕作不当引起的。形成的坷垃坚硬有棱角、用手捏不易散碎，农民称为“生坷垃”或“死坷垃”；反之，易捏碎较松散的称为“熟坷垃”或“活坷垃” 。坷拉常引起压苗、漏风跑墉。其危害程度决 定于坷垃的大小和数量。板结和结皮是在灌溉或降雨之后出现，潮湿而粘重的土壤因脱水干燥而使地表龟裂，质地粘重程度和干燥速度，影响龟裂的厚度和宽度，厚度510mm者称为板结； 5mm者称为结皮。底土层的柱状、棱柱状结构，一般在碱土的碱化层出现，质地粘重，脱水后坚硬， 通气透水不良，影响扎根。（四）土壤湿度埔即表示

32、水分，埔情表示土壤含水量的多少，又称土壤湿度。土壤墉情是土壤基本组成成分，也是土壤肥力因素之一，埔情好坏不仅影响土壤的物理、化学和生物学的变化过程， 而且直接影响土壤肥力及植物生长发育。俗话说：“多收少收在于肥，有收无收在于水”。道出了水分与农业生产的依速关系。一般在田间采用手测法加以判断，常用干、润、潮、湿等埔情分级表示。即干土、潮干 土（灰墙）、黄埔、黑埔、汪水等区别不同的土壤湿度（详见土壤墙情测定部分）。（五）土壤松紧状况土壤松紧表示土粒与土粒或土团与土团之间相互连接或堆积的状态方式。它影响作物、 出苗、扎根难易以及后期生长。判断土壤松紧程度一般在田间用铁铳掘入土壤的难易程度表 示：1

33、.极紧实一一用铁铳很难掘入土壤。2 .紧实一一用铁铳十分费力才能掘入土壤。3 .稍紧一一稍用力就可掘入土壤。4 .稍松一一铁铳很小用力就可掘入土壤。5 .极松一一不用力和铁铳自垂即可进入土壤。在科学研究中也可用土壤紧实度计 （土壤硬度计）测定土壤的松紧度；也可用容重大小 表示土壤的松紧度。 土壤的松紧与孔隙状况有密切的关系， 疏松的土壤，孔隙度大，容重小, 紧实的土壤则相反（见下表）。容重、孔隙度与土壤松紧度的关系g/cm3)%最松 60松1.001.146056合适1.141.265652稍紧1.261.305250紧 1.30 50（六）土壤孔隙状况土壤是一个极其复杂的多孔体系。其孔隙的粗

34、细、形状以及连通情况复杂多样，目前还不能直接测定出来。 一般在土壤剖面各土层中，细微的孔隙难于观察记录，只能目堵一些较大的孔隙，如根孔、动物穴等。把它们的数量记录下来，以便了解该土壤的透水、排水性的 差异。在研究工作中，常采用测定土壤容重来间接计算土壤的孔隙度，以了解土壤的孔隙数量和孔隙（径）分布状况。（七）植物根系分布植物根系在土壤中的分布主要集中于土壤表面（050cm）,往下逐渐减少。根系密集之处，也就是植物吸收水分和养分的供给区。土壤剖面各层的根量是用目测法估算，以多、中、少表本之。（八）新生体和侵入体新生体是土壤形成过程中的产物。其形态突出，易与土体分离，反映了土壤的成土条件和成土过程

35、的特征。华北地区常见的新生体有：石灰结核（沙姜石）、铁镒结核、锈纹、锈斑、假菌丝体等；在盐碱地区有盐结皮、盐霜；在南方红壤中常有铁盘；西北干旱土壤中有 盐盘、石膏盘、石灰盘等。它们是土壤在长期形成过程中，由于物理和化学变化而形成的一种特殊的物体。侵入体是迁入土壤中的各种外来物体，如煤渣、砖头、瓦砾、塑料等。它们是在发 生上与土壤物质转化无关的物质，均称为侵入体。新生体和侵入体影响耕作和作物生长。危害程度与数量和分布部位有关。（九）石灰反应指石灰性土壤遇盐酸生成氯化钙（CaCl2）和二氧化碳（CO?）的反应。在石灰含量较高的土壤施用磷肥，往往易发生“固定作用”，影响磷肥的效果。在田间测定石灰含量

36、有无或多少，其方法是用手抓一把土，放在铁铲上，加入 10%盐酸。看其有无气泡发生或气泡 的强烈程度，表示石灰的含量。一般分为四级如下表所示：反映强度符号无无气泡、无响声0一微小气泡放出、响声很小 6%+（十）土壤构造土壤构造又称土体构型或质地剖面。即是土层在土壤剖面中的上下排列状况。它可影响土壤水、肥、气、热的保蓄、交换及站给，植物扎根的难易和耕性好坏。一般在河流冲积母 质上发育的土壤的剖面上土层排列十分明显，沉积层次砂粘交错界线分明、整齐。而发生学层次排列构造的剖面，其层次之间逐渐过渡，界线不很清晰可见。华北地区冲积草原上常见的土体构造有以下几种：1 .砂盖炉称上砂下粘、上轻下重、上松下紧。

37、具体指上层（耕层2030cm） 土质较轻，砂壤一轻壤土，下层土质较粘（厚度 20cm）,中壤土以上（或较上层稍粘）的土体构 型。俗称“蒙金地”，这样的质地剖面排列，前期有利播种、出苗、扎根和生长，后期有利 于保肥供肥，不致造成脱肥，耕性好，耕作管理方便，是农业生产上较好的土壤构造。2 .坤盖砂土层排列与上述相反， 即粘重土层在上，砂性土层在下。这种质地剖面构型不利于耕作和农作物在各生育期对水肥气热等条件的要求。故称不良的质地剖面构型。3 .夹砂层和夹粘层 整体剖面（0100cm）均为砂层（粗砂）称为通体砂。表层粘， 下层粘，中间夹有一层粗砂（2030cm）,称为腰砂土。全剖面均为粘土层称为通体

38、粘。或 上、下层为砂层，中间（2030cm）夹有一层粘土层，称为夹粘土。以上这些剖面土层排列 对土壤耕作和作物生长都不利，为不良的质地剖面构型。4 .泻汤土表层质地（030cm）为中壤一重壤，下层为粘土。这种构型旱不保埔，雨季出现过饱和状态，形成上层滞水，称为泻汤土。不易耕作，不利于作物生长，很难管理。5 .特殊土层华北地区盐碱土，表层常见有盐霜、盐结皮，碱土有碱化层；如潮土或褐土化潮土，底土层常有砂姜层出现；南方酸性土壤中，如红壤的土体中有铁盘分布；西北干旱土壤中有石膏层和石灰层分布。这些特殊层次，危害作物生长的程度，决定于它们在土体中出现部位、厚度和数量。三、观察内容在室内仔细观察不同土壤

39、类型的土壤颜色、结构、新生体、侵入体、盐酸反应以及各种质地剖面土层排列标本。其余的形态特征需到田间实地挖坑逐一观察。作业题1 .仔细观察、辨认各种土壤所表现的外部形态的特征，并加以比较，逐步学会分析其 差异产生的原因。2 .学习辨认土壤形态特征对野外认土有何意义？实验四 室内土壤质地手测法练习 一、实验目的和说明土壤质地是指土壤中各粒级土粒的配合比例或各粒级土粒在土壤总重量中所占的百分 数，又叫土壤的“机械组成” 。土壤质地不同，对土壤肥力、耕性和植物生长有着极其深刻 的影响。土壤质地是土壤重要的基本性状之一，也是土壤形态学特征的一个主要内容。在土壤调查中质地是观察和描述土壤剖面不可缺少的项目

40、之一。沙性土一般含粗土粒多，细土粒较少。疏松，大孔隙较多，易耕，通气透水性良好，土 生暖，但保水保肥性弱，养分贫乏，发小苗不发老苗。粘性土（粘土、重壤土）则相反。粘 粒多砂粒少，土质粘重，耕性不良，通气透水性差，土性发阴，但保水保肥性强，养分含量 丰富，有后劲，发老苗不发小苗。由此可见，过砂过粘的土壤质地均属于不良的土壤质地， 应不断地加以改良才能适宜农作物的生长发育要求。壤性土（中壤土、轻壤土），砂粘比例适中，克服了砂性土和粘性土的缺点，发挥了二者优势，属于良好的土壤质地。其特点是通气透水、保水保肥、养分适中、耕性良好等。是农业生产上较为理想的土壤质地。土壤质地在室内可用“比重计法”或“吸管

41、法”进行测定，又叫做“机械分析”。而一般在生产上（如在田间）常利用“眼看手摸”的办法进行快速简便的测定，这是一种经验性 的估测方法，准确性较差，但一般能满足生产上的要求，很实用。如能熟练掌握亦可获得较好结果。使其误差缩小，准确性提高。我国目前土壤质地分类，参见教材p4750部分。二、实验方法及步骤（一）先摸已知土壤质地样品（已鉴定过的各种质地名称）按“先看后摸，先砂后粘，先干后湿”的三先三后的顺序进行。“先看后摸”即先目测然后用手摸各种已知土壤质地土粒的粗细、有无坷垃存在、坷垃多少及硬软情况。质地粗者不能成坷垃，越细者坷垃数量越多，坷垃的硬度越大。可以用手捏住坷垃，以用力大小鉴定土坷垃硬度的大

42、小。“先砂后粘”即上述过程由粗到细顺序进行， 细心体会土粒间的手感。其方法是用手捏 住不同质地的土粒， 来回摩擦，体验手感的粗糙程度和发声的大小，一般粗者声响大、粗糙感强而滑感弱。质地越粘者，则相反。“先干后湿”按粗 T细顺序、干摸、细心体会手感、（粗糙感、滑感）然后将不同质地地加适量水调湿（注意加水量不能过多或过少）手感呈似粘手又不粘手状态为最佳。随后按搓成球T成条T成环形的顺序进行，最后将环压偏成土片，观察指纹是否明显加以综合判断。各种土壤质地手测鉴标准如下：1 .砂土用眼能分辨出土粒颗粒大小，手感粗、均匀、无滑感、无塑性，加水后揉不成球。一般 细砂土以上的土壤质地， 其中某些原生矿物成分

43、（如石英）可辨认，可见到云母片发出的光 泽。2 .砂壤土手感较粗。砂性强，湿润后有微弱的塑性，可搓成小球，但球面有裂口不平，易散碎。3 .轻壤土有少量干土块，易捏碎，稍有塑性，可揉成直径为3mm小条，易断成小段。4 .中壤土干土块稍多，较硬，塑性较明显，可揉成小条，搓成23mm直到小圆球时易断裂。5 .重壤土干土块增多，较硬，塑性明显。手感粘、湿，可搓成小条，弯成小圆环，压缩后产生裂 口。6 .粘土干土块多，坚硬，用手指难以捏碎，湿摸手感粘、滑。可搓成小条，弯成小圆环，压偏 后无裂口，指纹明显。室内质地手测法练习标准如下图：图田间速测土壤质地标准（二）练习鉴定未知土壤质地样品在以上反复练习已知

44、样品基础上，对各种质地的手感有一定的熟悉，将未知质地样品以同样方法反复练习，判断出未知样品的土壤质地名称。作业题1 .把未知土壤质地样品鉴定结果记入下表未知土壤样品号土壤质地名称122.分析以上两种土壤质地的农业生产性状如何?实验五 田间认土一、实验目的和意义田间认土是了解农作物生产条件，评定土壤肥力的一种不可缺少的重要手段和方法。其目的是要通过实际（或具体）土壤剖面形态特征的观察，联系“三田”（试验田、丰产田、高产田）周围的自然条件（地形、水文、气候等），水利设施，农业利用状况以及室内各肥力因素分析数据，初步综合分析该土壤的肥力状况，从而为制定用土、改土规划和措施提供依据。二、实验方法步骤田

45、间认土包括土壤剖面观察点的选择和挖掘；土壤形态特征的描述和记载；剖面土壤的采集和保存；土壤肥力综合评定等内容。（一）田间土壤剖面点的选择和挖掘为准确评定某一土壤的农业生产性状，观察点的选择必须是有代表性和典型性。一般应选在“地”的中央，要避免选在田国、地角、渠道旁和粪堆上，点的位置应能代表该土壤所 处的“地”的特点、排灌条件及土地利用状况。剖面坑挖掘规格一般以一个人下去工作方便为宜。其坑长1.52米，宽1米，深11.52米（以需要而定）如图所示。挖坑时应注意以下几点：（1）观察面必须向阳和上下垂直。（2）表土和底土分别堆放在左右两边，回土时应底土在下，表土在上，不能打乱土层 排列次序。（3）坑

46、的前方，即观察面上方不能堆土和踩踏，以免破坏土壤的自然状态。（4）坑的后方挖成阶梯状，便于上下工作，并可节省土方（如图所示）图土壤剖面示意图（二）剖面形态特征描述和记载剖面坑挖好后，首先对坑要进行修整，看是否符合要求，一个人下去工作是否方便。1 .先用平口铁铳将观察面自上而下垂直修成自然状态，并用剖面刀从上而下挑出新鲜 面。2.根据剖面所表现出来的形态特征的差异（颜色、质地、结构、松紧、根系分布状况 等）划分出土层，并量出各土层的厚度，记入下表。剖面深度（cm）颜色质地松紧结构湿度孔隙状况根系分布新生体侵入体盐酸反应3 .逐层观察、描述土壤的颜色、质地、松紧、结构、湿度、孔隙状况、根系分布、新

47、 生体系和侵入体、盐酸反应等，分别记入表内。（三）剖面土样的采集和保存1 .分层采集土样为了研究土壤理化性质和供分析测定用的样品。在土壤剖面观察描述完之后，按土壤层次分别采取土样，要注意代表性，一般采样顺序是从最下层开始，由下而上用铲子或剖面刀,采集每层中心部位的土壤（如下图）。数量一公斤左右，把土块捏细混合放入干净的土袋中（布袋或塑料袋）。填好标签，写明剖面号、地点、层次、深度、采集人和日期等。袋内放 一个，袋外栓一个，带回室内风干、处理。标签格式如下图所示：图标签格式分层取样示意图2 .整段标本采集为室内深入研究和展览， 需要采集土壤剖面整段标本。其方法为：做一个两面活动盖子的木匣（长10

48、0cm ,宽大20cm,高10cm）。取土时先将两盖子取下，按木匣大小垂直嵌进 土壤剖面上，切成土柱，并将一面削平，套上一盖，然后将另一面削平取下，套上另一盖固 定即成，填写好标签。送室内保存或展览厅陈列。（四）土壤肥力的综合评定通过以上土壤形态特征的观察和描述，接着进行分析该土壤的农业生产性状，结合当地土壤所处的自然环境条件和人为利用现状，综合分析和评定该土壤的肥力。 土壤肥力的高低，不仅决定于自然基础条件优劣，而且受于人为主观改造能力和科技水平制约。如农田基本建设情况，土地平整、灌排设施配套、种植制度组合以及管理水平等，都会直接或间接地影响 土壤肥力的发挥。最后，根据该土壤的综合评定情况，

49、总结出优缺点及存在的主要问题，提出改良和利用的初步意见。同时，在评定前最好先访问当农民，了解他们长期种植的经验及有关问题，这对我们正确进行评定工作是十分有益的。作业题1 .仔细观察室内土壤的每一种形态特征并作好记录。2 .进行土壤综合评定应考虑哪些条件和影响因素？实验六 土壤分析样品采集与制备一、实验目的和说明为开展土壤科学实验， 合理用土和改土， 除了野外调查和鉴定土壤基础性状外，还须进行必要的室内常规分析测定。 而要获得可靠的科学分析数据， 必须从正确地进行土壤样品 （简 称土样）的采集和制备做起。一般土样分析误差来自采样、分样和分析三个方面，而采样误差往往大于分析误差，如果采样缺乏代表性

50、即使室内分析人员的测定技术如何熟练和任何高 度精密的分析仪器，测定数据相当准确， 也难于如实反映客观实际情况。故土样采集和制备是一项十分细致而重要的工作。二、实验方法步骤（一）土样采集采样方法因测定目的而异。除剖面土样或盐碱土采样要分层采集（见实验五）外，还有为了解土壤肥力状况需要采集混合土样。 混合土样多用于耕层土壤的化学分析， 一般根据不 同的土壤类型和土壤肥力状况，按地块分别采集混合土样。一般要求是：（1）采样点应避免田边、路旁、沟侧、粪底盘以及一些特殊的地形部位。（2）采样面积一般在2050亩的地块采集一个混合样可根据实际情况酌情增加样品数。（3）采样深度一般以耕层（020cm）的表土为宜，取样点不少于5点。可用土钻或铁铲取样，特殊的微量元素分析，如铁元素需改用竹片或塑料工具取样以防污染。（4）每点取样深度和数量应相当，集中放入一土袋中，最后充分混匀碾碎，用四分法 取对角二组，其余淘汰掉。取样数量约1公斤左右为宜。（5）采样线路通常采用对角线、棋盘式和蛇形取样法（见下图） 。图混合土样采