农科土壤学实验指导书_图文

1、土壤学实验指导书 (农业科学与技术类专业用广西大学农学院农业资源与环境教研室编目 录实验一 成土矿物和岩石的认识 ········································

2、83;····1 实验二 土壤样品的采集与处理 ··········································

3、3;··7 实验三 土壤水分的测定 ·············································&#

4、183;···········9 实验四 土壤质地简易测定 ····································

5、;···············11 实验五 土壤有机质的测定 ································&

6、#183;··················15 实验六 土壤酸度及土壤缓冲性的测定 ···························

7、3;····18 实验七 土壤容重、毛管持水量,浸水容重及比重的测定 ·21 实验八 土壤氧化还原电位的测定 ····································

8、3;···25 实验九 土壤对离子的吸收现象 ···········································28 实

9、验十 土壤养分速测(见“土壤速测法”小册 ············29 实验十一 野外土壤剖面观察 ·······························

10、3;···················30 实验室常识 ·····························&

11、#183;·································36实验一 成土矿物和岩石的认识一、目的要求土壤是由母岩或母质发育形成的。岩石是矿物的集合体。矿物是自然物质。具有一定 的化学成份和物理性质。岩石、矿物影响着土壤的泥沙比例、养分含量和生产性能等

12、。 认别主要的成土矿物和岩石,有助于认识土壤,摸清土壤的底细,要求掌握鉴别方法 及鉴定特征。二、实验内容(一成土矿物的识别:平时多用形态特征来鉴定矿物种类,也可进行简易的化学鉴定。矿物的形态包括:结 晶形态、颜色、光泽、条痕、解理、断口、硬度等。1、结晶形状矿物的结晶有固定的形状,如石英是六方柱形,方解石是菱面斜方 形。2、颜色决定于其化学成分及构造,鉴定时必须用新鲜切面。3、光泽指矿物表面反射光线时一种性状,主要分(1金属光泽; (2玻璃光泽; (3珍珠光泽; (4油脂光泽; (5绢丝光泽; (6暗淡光泽。4、条痕指矿物磨擦在无釉白瓷板上所留薄层粉末的颜色。5、解理结晶矿物受一定方向之外力打

13、击时,即顺一定方向的平面裂开的性质。 裂开面光滑平整,这个面称解理面,解理分:(1完全解理(如云母、方解石 ; (2不完全解理(如长石、磷灰石 ; (3无解理 (如石英 。6、断口矿物受打击而呈不规则的断裂面,断口依形状分为:平坦状、参差状、 贝壳状、多片状、土状等。7、硬度指抵抗磨擦和刻度的强度。如摩氏硬度计共分十级,一般成土矿物的硬 度很少有超过 7的,可用下列用品比较刻划之。摩 氏 硬 度 计 软铅笔的硬度约为 1;指甲的硬度约为 23.5;铜币的硬度约为 34;玻璃片的硬度约为 5;小刀的硬度约为 5.56锉刀的硬度约为 7;常见成土矿物的鉴定特征如下表(1(二成土母岩的识别识别岩石的

14、方法,主要是根据岩石中矿物组成,物理性质及简单的化学,测定,识别 时,首先确定它是属于那个大类,然后再鉴定它是属于某类别中的那一种。1、颜色、岩石的颜色决定于矿物的颜色,如岩石深灰及黑色是深色矿物所具有。2、结构:是指岩石矿物的结晶程度,颗粒的大小和形状与组合的关系。(1岩浆岩的结构:A 、根据岩石中矿物结晶程度的不同。全晶质:岩石中所有成分全为结晶质,深成岩都是这种结构。半晶质:岩石中成份的一部分为结晶质,一部分为玻璃质,深成岩和喷出岩具有这 种结构。B 、根据岩石中矿物晶体的绝对大小分为: 显晶质:岩石中的矿物晶粒可为肉眼可见或者凭借放大镜即可见到,按其大小可 分为:粗粒晶体颗粒直径大于

15、5mm 。中粒晶体颗粒直径为 52mm。细粒晶体颗粒直径为 20.2mm微粒晶体颗粒直径小于 0.2mm 。 隐晶质:岩石中的矿物晶粒极小,不能用肉眼或放大镜看出者称为隐晶质。 C 、晶体相对大小和相互关系:等粒结构:岩石矿物晶粒大小大致一样。斑粒结构:岩石矿物结晶粒 (较大的 与隐晶质或玻璃质共存。(斑晶晶体较大者,隐者质和玻璃质叫石基 。(2沉积岩的结构:指岩石的质点大小、形状及胶结物的数量形成的特征叫结构。A 、砾状结构:大于 5mm 以上的碎屑,小石块被胶结而成之岩石如砾岩。B 、粒状结构:全由砂砾组成,其颗粒直径为 0.5 5mm 如砂岩。等粒结构:颗粒大小相等,如粘土岩。不等粒结构

16、:颗粒大小不相等,如砾岩。C 、致密状结构:颗粒很细,直径小于 0.1mm ,彼此紧密结合,如粘土岩及页岩。D 、胶结构:在碎屑孔隙中填充的物质,并把碎屑胶结在一起而成坚固的岩石,这些 填充物叫胶结构,胶结物的成份有钙质、铁质、硅质、磷质、石膏质、沥青质等。 (3变质岩结构:变质岩多半具有结晶的粒状,致密状或斑状结构,其定义见火成岩 及沉积岩结构一项。3、构造:指矿物颗粒之间排列方式及填充方式不同所引起的特点。(1火成岩构造:A 、块状构造:岩石中矿物排列得完全没有秩序。B 、流纹构造:岩石中可以看到岩浆冷却时遗留下来的流动产生平行排列的痕迹。C 、气孔状构造:岩石中具有气孔的空隙,是喷出岩所

17、具有的构造。D 、杏仁状构造:喷出岩中的气孔内次生矿物所填充,其形状有如杏仁,最普通的填 充物如石英、方解石等。(2沉积岩构造:是指岩石物质成分之间的分布状态与排列关系。A 、层理构造:岩石表现成层的性质。B 、层面构造:是各种地质作用的沉积岩层面上保留下来的痕迹、如波浪、雨痕、泥 裂, (在层面上留下来的生物遗体的遗迹称化石 。(3变质岩的构造:变质岩的主要构造是片理构造,它是由于片状或柱状矿物有一定 方向排列而成。由于变质程度的深浅、矿物结晶颗粒的大小及排列的情况不同,有下列几 种构造:A 、板状构造:变质最浅的一种片理,片理较厚,成为板状,片理面上光泽较弱。B 、千枚状构造:片理上光泽很

18、强,在断口上可以看出是由于极薄的层所构造,故称 为千枚状。C 、片状构造:由于片状矿物都是显晶质的,并在一定平面上排列造成极薄的片状构 造。D 、片麻状构造:不单是有片状矿物,而且有很多柱状、板状和粒状的产物,排列成 条带相间成层称为片麻状构造。E 、块状构造或层状构造:如完全由粒状矿物所组成的变质岩(如大理石 ,或由于结 晶作用将原来的粒状结构变为致密状的块体(如石英岩 ,一般情况在肉眼下很难看出它 的片理构造而成为块状或保持原来的层状构造。成土母岩分浆岩、 沉积岩、 变质岩三个类型, 常见的成土母岩的鉴定特征如下表 (2 。 三、作业(见下页(一矿物性状记载表 (二岩石性状记载表表 1 几

19、种常见成土矿物形态形态特征的鉴定 表 2 几种岩石形态特征的鉴定 实验二 土壤样品的采集与处理一、目的土壤样品的采集是土壤分析化验工作的一个重要环节, 它关系到分析结果是否正确的 一个先决条件。因此必须选择有代表性的地点,采集有代表性的土壤,通过本实验要求了 解土样的采集和处理方法。二、进行步骤(一样品的采集1、耕作土壤混合样品:为了研究浅根植物在生长期内土壤养分供求情况,一般要求只采耕层 20厘米左右的 土壤(至犁底层 ,每块田一般取 520个点,用蛇形取样法进行, (如图 1、图 2、图 3所 示在确定取样点上用小铲向下切取土样,将各点土样混合均匀(各点取样量力求一致 , 用四分法取一公斤

20、左右装入土袋。袋内、外放好标签。标签上用铅笔写上:编号、地名、 田号、土名、深度、日期及采取人。 2、土样物理性质样品在取样过程中,须保持土块不受压挤,不使样品变形,并削去土块外面直接与土铲接 触的变形部分,保留原状土样,然后放在盒中保存,携回室内进行处理。如测土壤容重, 可用环刀取样,如测土样结构性,土壤不宜过干过湿,以不粘铲时采样最好。3、土壤盐分动态样品如研究咸酸田盐分动态,可从自表层起每 10厘米或 20厘米采集一个样品。(二样品的处理从田间采来的土壤样品,应及时进行风干,以免发霉引起性质的变化。其方法是将土 壤样品弄成碎块平铺在干净的塑料纸上,摊成薄层放于阴凉通风处风干,经常加以翻动

21、加 速干燥。土壤速效养分,最好用田间新鲜样品直接用快速法测定,也可以将土样取回室内风干 后测定。进行物理分析时风干样品 100200克,放在簸箕用木锤辗碎,然后通过 18目筛(1毫米留在筛上的土块,重新辗碎,如此反复进行,使全部土壤通过筛,留在筛上的碎石 称重,同时将过筛土样称重。计算砾石重量百分数,然后将土样混合均匀,盛于广口瓶内 备用。并贴上标签(注明:姓名、班级、土名、时间 ,若土壤中有铁锰结核、铁子、半 风化体,不能辗碎,应细心拣出称重。化学分析时,取风干土样一份(100200克 ,仔细挑去石块,根系及各种新生体和侵 入体,再用木锤将土壤辗碎。使全部土壤通过 18目筛(1毫米 ,这种土

22、样可供速效养分、 交换性能, pH 等项目的测定,分析有机质,全氮等项目时,可取一部分通过 18目筛土样 进一步研磨(用研钵进行 ,使全部通过 60目筛(0.25毫米为止。如用碱熔法测全磷、 全钾,则要全部通过 100目筛(0.149毫米 。过筛后,样品混匀后装入广口瓶内并贴上标 签,备用。保存样品应尽量避免日光, 高温、 潮湿、 酸碱等的影响, 否则影响分析结果的准确性。 三、用具土铲、土袋、标签、园木锤、簸箕(或木板 、广口瓶、土壤筛(18目、 60目 。11实验三 土壤水分的测定一、测定意义在野外采用的新鲜土样中,除含有吸湿水外,还可能含有其他形态的水分,而风干土 样中则仅含吸湿水。土壤

23、水分的测定在土壤分析中是必需的,因为只有在一致的水分基础 上,各样品的成分以及各次分析的结果才可以互相比较。二、测定方法(一 105°110烘干法1、原理:在 105°110下,土壤的自由水分和吸湿水都能烘干,而一般土壤有机质 则不致分解。但是某些有机质在此温度烘烤时能逐渐分解而失重。而另有一些有机质则能 逐渐氧化而增重,因此,严格来说,用烘干法只能测得近似的水分含量。虽然如此,由于 一般土壤有机质含量不多,其中受烘烤而起明显变化的又占少数,故用烘干法所求得的水 分含量的准确度和精确度通常已能达到土壤分析的要求。用烘干法测定土壤水分时,烘烤 的时间应该以达到恒重为准,但由于

24、上述误差的存在(特别是含有机质较多的土壤要达到 恒重时有困难 , 故也可以人为的规定一个一定的烘烤时间 (例如在 105°110下烘 8小 时 。有机质含量特别高的土壤也用减压低温法(例如用 70 80的温度在小于 20毫米 汞柱压力下烘干之。由于土样在烘烤期间的失重,即可计算土壤水分百分率。2、测定步骤(1称铝盒重;取有编号码的铝盒一个,洗净,放入恒温箱中,敞开盖子,在 105°110烘干 30分钟,用坩埚钳取出放在干燥器中盖好盖子,冷却至室温(大约 20分钟 , 在分析天平上称重,然后再烘 20分钟称重,直至恒重为止,此为铝盒重(W1(2称土壤样品,在电子天平上用一张小

25、纸称风干土壤样品 5克,并将土样平铺于 上述已知重的铝盒中,盖上盖子,然后在分析天平上称重(W2 。(3将盛有土壤样品的铝盒放入恒温箱中(敞开盖子 ,在 105°110烘烤 68小 时,用坩埚钳取出铝盒,盖好盖子后放入干燥器中,冷却至室温(约 20分钟 ,立即在分 析天平上称重量(W3 ,必要时重复烘烤 3小时,冷却称重,以验证是否恒重(两次重量 之差不大于 3毫克 。3、结果计算:100%1332-=W W W W (的百分数 以烘干土壤为基础水分 土壤水份100%1232-=W W W W (分百分数 以风干土壤为基础的水 土壤水份(二酒精燃烧法1、原理:利用酒精燃烧时产生的热量

26、,把土壤中的水分蒸发,使土壤达到干土水平。 此方法适合于土壤有机质含量小于 5%的土壤的快速测定。122、测定步骤:取一干净铝盒,加入适量酒精,燃烧使其干燥,盖上盖子,待冷却后 在天平上称重(W4 。称取 10.00克待测土壤于铝盒中并摊平,加入酒精使土壤接近饱和, 点火燃烧,待火熄灭后,加入酒精再燃烧,经过 34次燃烧后,土壤接近干土状态,盖上 盖子,待冷却后称重(W5 。3、计算含水量100(10%4545-=W W W W 土壤含水量三、仪器铝盒、坩埚钳、干燥器、电子天平、分析天平、电热式恒温箱。 四、思考题1、为什么要烘至恒重?2、为什么要冷却至室温才能称重? 五、作业 实验四 土壤质

27、地的简易测定一、意义土壤的固相部分主要是由不同直径的土壤颗粒所组成的。不同直径的土粒有着不同的 特性,它们对土壤肥力因素的影响也各异,因此了解土壤颗粒组成状况,在农业生产上具 有重要的意义。本实验要求同学们掌握土壤颗粒分析方法,从测得的颗粒组成来确定土壤 质地。用最简便的感知方法眼睛观察和手指的感觉,估测土壤质地。二、手感法用眼睛观察和手指感觉,估测土壤质地,此法要求自己经常练习,积累经验,便可达 到较好的结果。操作步骤:取小许土样,按下表先观察,然后用手指揣摩干燥状态下的特征,再加适 量的水揣摩和成形,估计属何种质地。 13手感法作业: 三、土壤质地比重计速测法土壤悬液中不同大小的颗粒将随时

28、间依次下降, 悬液的比重也将随时间而减少。 因此, 可根据不同温度下土粒沉降时间(根据司笃克斯公式计算 ,直接测出所需要粒径的土粒 含量。四、 本实验用特制甲种比重计,或称鲍氏土壤比重计,比重计上有 060的刻度,表 示每升溶液中溶质的克数。操作步骤:称取通过 1mm 筛孔的风干土 50克,放入瓷蒸发皿中(或烧杯中 ,先加入少量分散 剂浸润土样,再多加一点。用胶头玻璃棒研磨土样成均匀浓糊状,静置 30分钟,研磨约 1020分钟,然后将剩余分散剂加入再研磨几下。土壤样品 50克,酸性土加 0.5 N NaOH 50ml 。50克中性土加 0.5N Na2C2O4 草酸钠 50ml 。50克石灰性

29、土加 0.5N (NaPO3 6 六偏磷酸钠 50ml 。将充分分散的土浆,用蒸镏水(或软水洗入 1000ml 量筒中,定容中 1000ml ,放置 在温差小的室内平稳桌面上,测定悬浮液的温度,用特制搅拌器在沉降筒内,将悬液上下 搅拌 1分钟(大约上下各 30次 。记录开始时间,如发生气泡,应滴加异戊醇消泡,按附 表 1中所列温度、时间和粒径的关系,根据所测液温和待测的粒级最大直径,选取比重计 读数时间,到预定测定时间前 1015秒,将比重计轻放入悬液中,待悬液弯液面接近平衡 点时,放松手指,使比重计自由稳定地浮于悬液中。到规定时间读数,将比重计取出洗净。对比重计读数必要进行校正,计算如下:分

30、散剂校正值(克 /升 =加入分散剂毫升数³分散剂当量浓度³分散剂毫克当量(毫克³10-3温度校正值, 因为重计的刻度是以 20为准, 每增高 1, 应增加读数 0.3, 低于 20,1415每低 1,读数应减去 0.3。1001(%-±-=含水率 样品重 温度校正值分散剂校正值 原读数 物理粘粒含水率:以风干土为基础的将计算结果查附表 2卡庆斯基质地分类表,即可找出该土壤属何质地。 四、试剂与仪器1、 0.5N NaOH 液,称 20克化学纯 NaOH ,加蒸镏水溶解,定容至 1000ml 。 2、 0.5N 草酸钠液,称以 33.5克化学纯 Na 2C

31、 2O 4,加蒸镏水溶解,定容至 1000ml 。 3、 0.5N 六偏磷酸钠,称取 51克化学纯 (NaPO3 6,加蒸镏水溶解,定容至 1000ml. 4、异戊醇 (CH 3 2CH CH 2CH 2OH(化学 。5、仪器:电子天平,大蒸发皿, 1000ml 量筒,甲种比重计,胶头玻棒,搅拌器、温 度计。附表 1 附表 2 土壤质地分类表 (N、 A 、卡庆斯基、 1957 实验五 土壤有机质的测定一、测定意义土壤有机质包括所有处于不同分解阶段的各种动植物残体, 土壤有机质对于土壤肥力 和土壤结构都有重要的意义,在一般情况下,土壤有机质含量常是衡量土壤肥力的主要标 志之一,就我区的情况来说

32、,稳定高产的水田土壤,其有机含量常保持在 23%,较肥沃 的旱地土壤,其有机质含量也常有 1.52.0%,有机质少于 1%的,多数为肥力低的土壤。 二、方法原理重铬酸钾容量法在加热条件,用一定量的标准重铬酸钾硫酸溶液来氧化土壤有机质,多余的重铬 酸钾则用标准硫酸亚铁来滴定,从所耗去的重铬酸钾计算有机质的含量,其氧化和滴定时 的化学反应式如下:2K 2Cr 2O 7+8H2SO 4+3C=2K2SO 4+2Cr2(SO 4 3+3CO2+8H2OK 2Cr 2O 7+7H2SO 4+6FeSO4=K2SO 4+Cr2(SO 4 3+3Fe2(SO 4 3+7H2O本项测定后半段是氧化还原滴定,任

33、何的氧化物与还原物质都将产生干扰。土壤中氯 化物、低铁的存在,会因消耗重铬酸钾而使结果偏高,而氧化锰的存在,则会消耗硫酸低 铁而使结果偏低。为免除它们的干扰,可采用以下措施:1、消除 CI-的影响:在加入重铬酸钾之前,先加固体硫酸银 Ag 2SO 4,使 CI -沉淀。2、消除 Fe 2+的影响:测定前让土壤充分风干磨细即可。3、 MnO 2含量高的土壤,不宜用氧化还原容量法,应先用碱液将腐殖质提取出来后, 再用重铬酸钾容量法测定。由于此法对有机质不能达到百分之百的氧化,所以在计算分析结果时应乘上一个氧化 校正系数。采取 Ag 2SO 4作催化剂的情况下系数为 1.08;不用时则 1.1。三、

34、测定步骤1、称样:在电子天平上用称量纸称取通过 0.25mm 筛的风干土 0.100.50克(根据有 机质含量多少决定 。 然后把它放在分析天平上准确称重 (W 1 , 之后把土壤全部倒入一个 干燥的消化管中,再将称量纸用分析天平准确称重(W 2 。土壤样品重为 W 1 W 2。 2、加 0.4N K 2Cr 2O 7的硫酸溶液:用移液管准确加入 0.4N K 2Cr 2O 7溶液 10.00毫升于上述已称好土样的消化管中(注 意:在加 3毫升时摇动消化管使土壤分散 ,在消化管口加一小漏斗,以冷凝蒸出之水汽。 3、煮沸:将消化管下部侵入温度为 185195的磷酸浴锅中(电热板上 。此时温度 下

35、降至 170 180, 以后须注意调节热源使温度维持不变 (170180 。 当消化管内液体 开始沸腾时记录时间,煮沸 5分钟,取出消化管,稍冷,用废纸擦净消化管外部的油液, 放置到冷却。4、转移:待消煮液冷却后,用少量蒸馏水洗净小漏斗,把消化管内的溶液小心地倒 入 150ml 的三角瓶中, 再用蒸馏水少量多次地把消化管冲洗干净,并倒入 150ml 的三角瓶中,最后要使三角瓶内溶液的总体积保持在 60 70毫升,以保持混合液中 H 2SO 4的浓度 为 2 3N 。5、滴定:向 150ml 三角瓶溶液中加入 3滴邻啡罗啉指示剂,并摇匀,此时溶液呈棕 红色(或呈橙色 ,用 0.2N FeSO 4

36、滴定之,溶液颜色由橙色经灰绿色变为砖红包,此即为 滴定终点。在一批样品测定的同时,进行一个空白试验,即用纯砂或灼烧过的土壤以代替土样。 其他操作均相同。四、结果计算1001(724. 108. 103. 0 (%-=含水率 样品重 有机质 N V V o若没有做空白试验其结果计算应按下式1001(724. 108. 1003. 0 (%2211-=含水率 样品重 有机质 V N V N上式中:V O 为滴定空白试验时所用去的 FeSO 4毫升数; V 1所加入 K 2Cr 2O 7的毫升数;N 1为 K 2Cr 2O 7当量浓度;V 或 V 2为滴定土壤样品时所用去的 FeSO 4毫升数; N

37、 或 N 2为 FeSO 4的当量浓度;0.003为每毫克当量重铬酸钾相当碳的克数;1.724为碳换算成有机质的换算系数 (一般以土壤有机质含碳 58%计算 ;1.08为校正系数(按平均回收率 92.6%计算 ; 100把结果换算成百分数。 含水率以风干土为基础的五、试剂制备1、消煮加热用介质:磷酸2、 0.4 K 2Cr 2O 7的硫酸溶液:称取研细的分析纯 K 2Cr 2O 7 40克, 溶解于 500毫升水 中,必要时可以加热,冷却后,稀释至 1升,将此溶液移入 2升容量瓶中,缓缓加入比重 1.84的化学纯硫酸 1升,并不断搅动。冷却后,加水至刻度,摇匀后,注入试剂瓶中(此 溶液的准确浓

38、度以标准 0.2N FeSO 4溶液标定之 。3、 0.2N FeSO 4标准溶液:称取 FeSO 4²H 2O 克(或(NH 4 2SO 4²FeSO 4²6H 2O 80克溶解于水中,加 6N H 2SO 4 30毫升,然后加水稀释至 1升,溶液的准确浓度以标 准 0.1NKMnO 4溶淮标定之。4、邻啡罗啉指示剂:称取邻啡罗啉 1.485克,溶于 100毫升硫酸亚铁溶液中(其中含 FeSO 4²7H 2O 0.695克放在棕色瓶中加塞,本指示剂与空气接触时间较长后可能失效。5、 Ag 2SO 4三级 研成粉末。六、仪器浴锅,铁丝笼、温度计(360

39、、分析天平、电子天平、电炉、消化管、移液管(10毫升 、小漏斗(23厘米 、 150ml 三角瓶。七、实验报告 实验六 土壤酸度及土壤缓冲性的测定一、意义土壤酸碱度及土壤缓冲性是土壤重要化学性质, 对作物的生长发育及微生物的活动影 响很大。 大多数作物适宜于微酸性至中性土壤环境, 土壤太酸或太碱以及酸碱度变化太大, 作物和微生物都难以适应。土壤的酸碱度也直接影响土壤养分有效性。因此,土壤酸碱度 和缓冲性能是评价土壤肥力的重要依据。二、原理(1土壤酸度有活性酸和潜性酸。活性酸指土壤溶液中 H+所起的酸度,潜性酸指被 土壤胶体所吸附的 H+及 Al3+所引起的酸度,潜性酸是代表土壤总酸度,平时是以

40、 KCI 中 性盐来提以测定的叫代换酸。H +土壤 AI 3+² 土壤 4K +2O (OH 3+3HCI(2土壤缓冲性是指土壤有抵抗土壤溶液向酸或向碱性变化的能力,由于土壤中含有 无机胶体及有机胶体以及多种多样的弱酸及其盐类, 施酸性肥料, 土壤中的碱性会中和其酸, 而使土壤的酸度变化很小,相反施碱性肥料,被土壤中的酸性物质中和也不致向碱性变化, 故有机、无机胶体少的砂土则缓冲性小, pH 变化大。H + H +H + H +土壤 2+3HCI H + +CaCI2+NH4CI NH 4+ H + (不显酸性 H +H + H + H + H +土壤 Ca 2+2NaOH Ca 2

41、+ +2H2ONH 4+ NH 4+ (不显碱性三、测定方法1、土壤活性酸及代换酸的测定: (1混合指示剂比色法:利用指示剂在不同 pH 溶液中显示不同颜色的特性,因而可根据指示剂的颜色确定溶液的 pH 。测定方法:在白瓷比色板穴中,加入黄豆大小土样二份,一份加入 0.1N KCI ,一份加入无离子 水, 以浸透土样为度, 各加浊合指示剂一滴, 与标准卡比较, 记下 pH 的差异。 重复做 23次。(2电位测定法:1、原理:电位测定法采用酸度计测定,用 pH 玻璃电极为指示电极,甘汞电极为参比电极,插 入试液或土壤悬液中时,构成一电池反应,两者之间产生一电位差,由于参比电极的电位 是固定的,因

42、而该电位差的大小决定于试液中的氢离子活度,氢离子活度的负对数为 pH , 而酸度计可直接读得 pH 。2、操作步骤及仪器使用方法:a 、土壤样品的制备:在野外测定时,可采取自然土壤 1020个点,不必风干而混合 均匀后直接测定,但一般是测风干土。b 、土壤水浸提液(活性酸和氯化钾浸提液(潜在酸的测定:在电子天平上称取 30克风干土过(1mm 筛两份,分别置于 50毫升烧杯中,一份用量筒加 30毫升无二氧化 碳蒸镏水,一份加 30毫升 1N 氯化钾溶液,用玻棒各搅拌 1分钟,使土体充分分散,放置 0.51小时使澄清, 然后将 pH 玻璃电极的球泡插入水体下部悬浊液中, 并轻轻摇动, 以除 去玻璃

43、表面的水膜,使电极电位平衡,这对缓冲性弱和 pH 较高的土壤极为重要,随时将 甘汞电极插入上部清液中,揿下读数开关进行 pH 测定。数分钟后即到稳定读数,但缓冲 性能弱的土壤,平衡时间可延长。测定后用洗瓶液轻轻将电极表面及顶端粘着的土粒洗去,并用滤纸轻轻将吸附的水吸 干, 再进行盐提液样品的测定, 若测定样品多, 测 56个样品, 应用标准缓冲液校正一次, 并将甘汞电极放在饱和氯化钾溶液中浸泡一下,以维持顶端的氧化钾液充分饱和。一般盐浸提液的 pH 较水浸提液 pH 为低,因盐浸提液中的 K +和土壤胶体表面吸附的 铝和氢离子交换进入溶液,此数据大致可了解土壤交换性酸度的大小和盐基饱和度的高

44、低。3、土壤缓冲性的测定:取试管 14支充分洗净(以指示剂检查为中性分成两组,每组七支编号,第一组 7支各加腐殖土 2克, 按表中所分别加入 4ml 、 2ml 、 1ml 、 0.001N HCI 及 1、 2、 4ml 0.001N NaOH 中间管为 4ml 蒸镏水作对比,然后把不够 4ml 的 2、 3、 5、 6各管用蒸镏水补够 4毫升。摇匀净置,待沉清后各吸取清液 4滴于白磁板上分别加入混合指示剂 1滴,与比色 卡比色记下 pH 值于表中,第二组 7支各加砂土 2克,与上法同样测定记下表中,并绘缓 冲曲线。四、药品:混合指示剂:0.001N HCI 0.001N NaOH 0.1N

45、 KCI 1NKCI 无 CO 2蒸镏水五、仪器50ml 烧杯,小试管 14支,白磁板一个,酸度计,电子天平。六、思考题1、什么是土壤的活性酸、潜在酸和缓冲性?2、测定土壤酸度和缓冲性有何意义?七、实验报告1、加无 CO 2离子水后,土壤的 pH 。2、加 0.1N KCI 后,土壤的 。3、 1号土加 0.1 N KCI 后的 pH ,较加去离子水后的 pH(高或低 ,因 之故。4、 2号土的两种 pH 相差 ,因 的原因。5、土壤缓冲性记录表 腐殖质土及砂土的缓冲曲线 4 2 1 0 1 2 40.001N KCI 0.001N NaOH6、请对缓冲曲线加以说明。实验七 土壤容重、浸水容重

46、、比重及毛管持水量测定一、土壤容重的测定 (一意义:土壤容重是指单位体积自然状态干土重, 用克 /立方厘米表示。 土壤容重大小与土壤质 地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措施等有关,土壤愈板结则容重愈大,而疏松 肥沃的土壤容重较小。容重影响土壤的通气性、透水性。土壤容重还能说明土壤颗粒排列紧实情况,根据土 壤容重,可计算一定面积,一定深度内的土壤总重量及土壤孔隙度、土壤空气含量。(二仪器:天平、环刀、切土刀、铁铲、木锤、铝盒。 (三测定方法:(环刀法1、将空环刀在电子天平上称重(W 1 ,并量其直径和高度。 2、选好预测的耕地,将采样处用铁铲铲平。3、将环刀托套入已知重量的环刀上部,然后将

47、刀口向下压入要测定的土层里,直到 环刀托与土面水平时为止,切勿摇,以免改变土壤的自然状况。4、用铁铲把环刀周围的土铲开取出装满土的环刀,除去环刀托,并用小刀小心削去 环刀两端多余的土壤,将环刀擦净后在台平上称重(W 2 。5、同时在同一地点,用铝盒采样,测定自然含水量。 (三容重、孔隙度及三相比计算100%=烘干土重水分重土壤水份1001(+=含水率 环刀体积 湿土重环刀体积 干土重 土壤容重单位:克 /立方厘米,含水率:以烘干土为基础的。100 1(%-=比重容重土壤孔隙度固相容积 %=1-孔隙度 % 液相容积 %=土壤含水量³容重 气相容积 %=土壤孔隙度-液相容积二、土壤毛管水

48、的测定土壤毛管水是土壤借其颗粒间排列而形成的微孔隙吸引和保持的水分。它受外界各种 因素的影响较大,变化明显。一般认为,毛管水的上限相当于饱和水,而下限接近于薄膜 水,毛管水是作物的有效水分,因而且测定毛管水对生产有实际意义。1、仪器:瓷盘、土壤容重圈、粗天平、铝盒、纱布、滤纸。2、操作步骤:用容重圈取回原状土样,应尽量避免破坏原状土的结构。用滤纸垫好容重圈放入瓷盘中,瓷盘中维持薄薄(12毫米的水层,让其借土壤 毛管力将水分引入土体中。一般砂性土壤约需 4 6小时,而粘性土壤则需 812小时或更 长。到预定的时间后,取出容重圈称重,记下数字,然后将容重圈按原样包好,再放入 水盆中,使土壤再吸水,

49、砂土约再需要 2小时,粘土约需要 4小时。再称重,如前后两次 重量无显著差异,即从圈内用小刀自上而下均匀取出部分样品,放入铝盒,测定土壤含水 量,重复三次,以烘干土样品重为基础的百分数表示毛管含水量。三、土壤浸水容重的测定利用土壤在水中澄清的时间和吸水后体积的变化,可确定土壤浸水容重。土壤浸水容 重的大小,在一定程度上能反映土体在泡水情况下淀浆和板结的程度。1、仪器:量筒 (50毫升 ;天平(感量 0.01克 ;小型搅拌棒。 2、操作步骤:(1称取新鲜水稻土样 5.00g ,放入 50ml 毫升量筒内,另称 10克样品测定含水量。 (2向盛有样品的量筒内滴加蒸镏水,浸泡 2小时。(3 向盛有样

50、品的量筒继续加蒸镏水至 50毫升刻度, 用小型搅拌动 1分钟, 放置 24小时,此时土壤沉降至量筒底部,读取下沉土壤所占的体积(以量筒标刻的毫升数为准, 稍有混浊可忽略不计 。(4结果计算 样品沉淀体积烘干样品重厘米 克 土壤浸水容重/(3如采用风干样品,则步骤如下:(1称取通过 1毫米筛孔的土壤风干样品的 5.00g ,放于 50毫升量筒中,另称 10克 样品测含水量。(2向盛有样品的量筒内滴加蒸镏水、浸湿样品,静置过夜。 (3与新鲜样品的测定步骤相同。 四、土壤比重的测定土壤比重是土壤固体部份同体积的水重之比。 (一仪器:50毫升比重瓶、 天平 (感量 0.001克 、 酒精灯、 石棉网、

51、 铁三角架、 温度计 (±0.1 (二步骤:1、取 50ml 比重瓶一只,加蒸镏水(经煮沸排出空气冷却的 ,用滤纸擦干外壁,称 重(A (准确到 0.001克 ,并测温度(T 。2、称取由田间带回的土壤 15克(风干土可用 10克 ,并换算成干土重(B 3、将此重瓶的水倒出21,擦干后,自漏斗将土加入比重瓶,勿使土粒损失,漏斗粘 附的土粒,用蒸镏水洗入瓶中,置于酒精灯上加热半小时,驱出空气,冷却至原温度,加满水,擦干外壁,称重(C 。4、结果计算: +-'+'=dw CB A B d s 土壤比重附表:水在不同温度时之比重 实验八 土壤氧化还原电位的测定土壤氧化还原电

52、位是反映土壤所处氧化还原状况的一个综合指标,它与土壤肥力,植 物生长有着密切的关系,只有在适当的氧化还原条件下,植物才能正常生长发育。因此, 测定土壤氧化还原电位,对正确制订栽培管理措施,进行科学种田具有一定意义。一、测定原理土壤中同时存在着大量的氧化剂和还原剂,因而普遍地,经常地进行氧化还原反应, 当插入铂电极和甘汞电极后,就构成一个电池,并且可以用电位计进行测定,其测定结果 就是土壤氧化还原电位,以 Eh 代表之其单位一般采用毫伏(mv 或伏(v 。实验方法及操作步骤:(一采样及样品处理土壤氧化还原电位最好在田间直接测定, 测定部位及深度按要求而定, 在一般研究中, 测定耕作层已能满足条件

53、,在没有野外测定仪的情况下,可用有盖的塑料盒或较高的铝盒 (采样不多时也可用一般铝盒 ,采集数个土样带回室内测定,旱地和水田的采样和处理 稍有不同,分述如下:1、水稻土的采样和处理在灌水种稻期间,先将耕作层表面之氧化层去掉,之后将塑料盒或铝盒斜插入耕作层 的还原层,取出,沿盒口切平,上面复盖一张与盒口同大的塑料薄膜,立即盖紧盖子,以 驱赶盒内空气,尽快带回室内用小刀刮去表面数毫米厚的土壤,立即进行测定。2、旱地土壤的采样和处理先将疏松的表面去掉,然后取土装满塑料盒或铝盒(尽量减少盒内空隙 ,沿盒口切 平上面复一层与盒口同大的塑料薄膜,立即盖紧盖子,尽快带回室内,将表面土壤去掉, 加蒸镏水湿润之

54、(土水比为 1:1或 1:2或 1:5均匀 ,立即进行测定。在一般研究中应取 1份土壤用酸度计测出 pH 值,本实验则以速测法测 pH (参看“土 壤速测法” 。作为最后计算结果的 pH 校正。(二电极的处理和安装1、铂电极的处理测定前须将铂电极洗至十分清洁。铂片(或丝用水洗除附着物。在氯仿或乙醚摇晃 1分钟,之后用水洗除氯仿或乙醚,再在 510%H 2O 2中摇晃 1分钟,最后用蒸镏水洗净, 并浸泡于蒸镏水中保存待用。2、将甘汞电极颈部胶塞及末端胶套拔掉。半灌满 KCI 饱和溶液待用。3、将铂电极和甘汞电极固定在酸度计的支架上(若甘汞电极上端为金属帽,则不能 直接夹在仪器的金属支架上 。4、

55、将一接线柱(仪器的附件插入酸度计右上角右侧的孔中(原为测定 pH 值插玻璃 电极接线柱之孔 。为仪器的负极,其左侧原接线柱为仪器的正极。5、把甘汞电极的导线与负极通,使铂电极的导线与正极相连。6、调整两电极的末端在同一高度,并保持适当距离。(三测定用酸度计进行测定1、将量程开关指在“ 0”处,调整电表上的小螺丝,使指针指到“ pH=7”处。2、插入电流插头,启开电源开关,指示灯即发亮,预热 5分钟。3、将选择开关转至“ +mv”处,把量程开关转至“ 0-7”测定时电表读数每一个 PH 单位代表 100毫伏。4、转动零点调节器,将电表指针调节至“ 0”处。5、 待铂电极和甘汞电极插入土壤中, 并

56、将电极略加转动, 使电极与泥将密切接触 (注 意电极不能与盒壁或盒底接触 , 1 5分钟后,按下读数开关,如果电表指针向小于“ 0” 的方向转动,则应将选择开关转至“ mv ”处(测定值为 mv ;如果电表指针摆动超过 “ 7”表明待测土样氧化还原电位大小 70mv ,当选择开关放在“ 7 14”处(测定时读 7 14之数 。再按下按钮开关,读出电表上的电位值。如果发现指针不断移动,应让电极 与泥浆接触一段时间,达到基本稳定时间再测。三、结果计算(一土壤氧化还原电位的计算:Ehm=E饱和甘汞电极 +E测出值Eh 土壤氧化还原电位;m 待测土壤的 pH 值;E 饱和甘汞电极饱和甘汞电极的电位,一

57、般以 245mv 计(如果要求准确,则应测 出温度,从附表中查出该温度下饱和甘汞电极的电位 。E 测出值电表上的读数,当选择开关转在“ +mv”处测得数,则为正值,当选择 开关在“-mv ”处,测得数则为负值。(二 pH 校正之计算由于土壤中的氧化还原平衡在一定程度上受 H+浓度的影响,所以土壤 Eh 值也因 pH 不同而不一定的变化, 为了消除 pH 对 Eh 的影响, 可将用 pH 7为标准, 其校正值可按下式 计算。Eh 7=Ehm-(7-m60Eh 7=将等测土样校正至 pH 7时的氧化还原电位;Eh=待测土样在原 pH 值时的氧化还原电位;m=待测土样的 pH 值;60=每变动-pH

58、 值单位。氧化还原电位变化的理论平均值。四、仪器25型酸度计、铂电极、甘汞电极、塑料盒或铝盒;五、药品1、饱和 KCI 溶液2、 510%H2O 23、乙醚附表 饱和甘汞电极在不同温度时的电位 思考题:1、如何才能提高其测定土壤氧化还原电位的精确度?2、比较旱地土壤和水稻的氧化还原电位的差异及其导致的主要因素。 实验九 土壤对离子的吸收现象一、目的了解土壤对离子吸收特点,加深课堂讲授所涉及土壤对离子吸收的知识的理解。 二、原理土壤胶体一般带有电荷,能吸收各种离子,包括离子的正吸附,离子的负吸附和离子 的专性吸收等类型。 当土壤与含有不同种类的离子溶液充分混合后, 对离子产生吸收现象, 分别测定

59、土壤滤液中相应离子的含量,便可了解土壤胶体对各离子的吸收作用。三、试剂和仪器(一试剂:混合离子溶液(含 10PPm 硝酸铵, 10PPm 磷酸二氢钾 , 50%醋酸,硝 试粉, 50%酒石酸钾钠,钠氏试剂,钼酸铵溶液(同养分速测 ,氯化亚锡溶液。(二仪器:100ml 三角瓶 2只,漏斗一只,试管 6支,滤纸 1张,台称 1台, 2ml 吸管 2支, 50ml 量筒一支。四、测定步骤(一土壤滤液的制备称取 10克表层土壤放入一个 100ml 三角瓶中,加入 20ml 混合离子溶液,摇动 5分钟 后,过滤到另一个 100ml 三角瓶中。(二测定 NH + 4 NO -3和 PO -3 41、测定

60、NH +4吸取 2ml 滤液于一试管中,再吸取混合离子溶液 2ml 于另一试管中, 各加入酒石酸钾 溶液 10滴,摇匀后再加入钠氏试剂 6滴,摇匀,观察二试管中溶液颜色的变化,比较深 浅,并说明原因。2、测定 NO -3吸取滤液 2ml 于一试管中,再吸取混合离子溶液 2ml 于另一试管中,各加入 5%醋酸 10滴,摇匀,再各加 0.2克硝试粉,摇匀,观察二试管溶液的颜色变化,比较深浅,并说 明原因。3、测定 PO -34吸取滤液 2ml 于一试管中,再吸取混合离子溶液 2ml 于另一试管中, 各加入钼酸铵溶 液 10滴,摇匀,再各加入氯化亚锡溶液 1滴,摇匀,观察二试管溶液的颜色变化,比较

61、颜色深浅,并说明原因。实验十 土壤养分速测本试验的内容和操作步骤参见广西农学院和湖南农 学院编写土壤速测法 。实验十一 野外土壤剖面观察一、目的土壤剖面是土体垂直的切面, 剖面形态在一程度上反映土壤形成过程中的生物和理化 综合作用的结果,因此判断土类、土壤性状,肥力特性和土壤障碍因子等,都要实地观察 土壤剖面。通过本实验,熟悉土壤剖面观察方法,并练习采土和使用土钻等技术。二、操作步骤在调查地区先观察周围环境条件, 然后选择有代表性的地点, 进行定点观察土壤剖面。 A 、观察土壤所处的环境条件(一地形部位地形对土壤的形成发育,肥力特征均有深刻的影响,也影响到农业利用。因而要调查 土壤所处的地形是

62、山地、丘陵还是平地 ,一般可将地形及部位分为下列数种:1、山地:注明山的高度及坡度、坡向,高度又有海拔高度和相对高度。要注明调查 土壤所处位置。2、丘陵:又分为上坡、中坡、下坡,要注明坡度及坡向。3、岗地:注明岗的形状,相对高差等。4、冲垄田:又分正冲垄、支冲垄、畈田、旁田、要注明冲垄的走向,宽度及长度。5、湖区、要注明微地形特点。6、平原:注明微地形特点。此外,还要了解调查地区的水系情况,如河流、湖泊情况。(二母质土壤母质不同,对土壤性质,利用改良等均有深刻影响,我区母质主要有:石灰岩、砂岩、页岩、花岗岩、第四纪红土、新冲积物等。(三气候了解当地气象资料,降水量、降水量分布与强度、年积温、最

63、高最低温度,蒸发量 , 日照,风向以及特殊性,灾害性天气等。(四土地利用的情况1、耕地、注明水田、旱地、轮作换茬情况,作物产量情况。2、园林地,注明树种及生产情况。3、菜地,说明轮作换茬情况。4、荒地荒山,注明荒芜原因及杂草生长情况。(五农田基本建设情况1、平整土地情况,田块布局,面积,形状。2、水土保持情况。3、塘堰,沟渠道路等情况,水源的水量和水质。4、地下水水位变化特点:地下水源的水量和水质。315、山、水、林、田、路、电的布局情况。6、深耕,改良土壤情况。7、施肥情况。B 、定点观察土壤剖面(一挖土壤剖面的要求1、具有代表性:能代表所要观察研究的土壤,不可在施过肥,挖过粪坑,坟墓,大

64、路边、田埂边,人畜践踏频繁的地方挖掘剖面。2、挖掘面坑的规格,宽约 1米,长约 2米,深 1米以上,观察面要垂直,另一端作 成阶梯状,便于入坑观察。3、观察面,要向阳,要挑成自然状态(留一半不挑 。4、挖掘剖面时,堆土要分层堆,耕层土堆一边,底土另堆一边,但观察面上不能堆 土,也不能在其上践踏,要保持田间状态。观测完毕,将土堆回土坑。 土壤剖面示意图(二土壤剖面层次的划分:土壤层次的划分,主要根据颜色、质地、松紧度、新生体等情况来划分,根据划分的 层次,分别注明层次的深度及厚度。深度是从地表算起,采取连续记数法。例如:第一层 016cm,第二层 1627cm,第 三层 2750cm。厚度是第一层次的厚度。 例如上列剖面各层厚度分别为:第一层 16cm , 第二层 1