1、土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)）華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土壤科學(xué)系2009年3月目 錄實(shí)驗(yàn)一 土壤分析樣品的采集、制備和風(fēng)干土吸濕水測定實(shí)驗(yàn)二 土壤顆粒分析感官法和比重計(jì)法（附：微團(tuán)聚體測定）實(shí)驗(yàn)三 土壤顆粒分析吸管法實(shí)驗(yàn)四 土壤酸堿度及緩沖性能的測定實(shí)驗(yàn)五 土壤容重和比重的測定及總孔隙度的計(jì)算（附：土壤浸水容重的測定）實(shí)驗(yàn)六 田間持水量的測定實(shí)驗(yàn)七 土壤結(jié)構(gòu)類型觀察和水穩(wěn)性結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)八 土壤吸力的測定實(shí)驗(yàn)九 土壤堅(jiān)實(shí)度和滲透性測定實(shí)驗(yàn)十 土壤剖面的形態(tài)觀察實(shí)驗(yàn)十一 我國主要土類的性狀和分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)一 土壤分析樣本的采集、制備和吸濕水的測定一、目的和意義土壤分析樣本的采集是決定分析結(jié)

2、果正確性的重要一環(huán)。如果采來的樣本沒有代表性，雖然分析得正確，分析結(jié)果也是沒有意義的，因此，必須用正確的方法采集樣本。田間采回的土壤樣本，都要經(jīng)過一定的處理，制成分析樣本，才能用來進(jìn)行各項(xiàng)分析。處理樣品的目的主要有：（1）使樣品較長期地保存，不致因微生物活動(dòng)而變質(zhì)。（2）挑去非土部分，使分析結(jié)果能代表土壤本身的組成。（3）將樣品適當(dāng)磨細(xì)和充分混勻，使分析時(shí)所取樣品具有較高的代表性，減少稱樣的誤差。（4）將樣品磨細(xì)，增大土粒的表面積，使制備待測溶液時(shí)分解樣品的反應(yīng)能夠完全和均勻一致。本實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)習(xí)制備土壤機(jī)械分析等物理性質(zhì)分析樣本的方法及其原理（至于制備土壤化學(xué)分析樣本的方法和原理請參看土壤農(nóng)

3、化分析）。為了正確地比較各類土壤或者同一土壤在不同時(shí)期測定出的某種物質(zhì)含量，在計(jì)算這些物質(zhì)含量時(shí)不能用風(fēng)干基計(jì)算，應(yīng)該采用烘干基來計(jì)算，因此，土壤吸濕水含量的測定是計(jì)算土壤各項(xiàng)物質(zhì)組成百分率的不可缺少的步驟之一。二、土壤分析樣本的采集（一）用具1、小鋤；2、鐵鏟；3、切土刀；4、鋅鐵盆；5、鋼尺（2米）；6、小布袋；7、標(biāo)簽紙；8、記錄本；9、鉛筆。（二）方法步驟土壤樣本采集的方法，根據(jù)研究目的的不同而不同。如果是研究整個(gè)土體的發(fā)生與發(fā)育，則應(yīng)按土壤發(fā)生層次采集，如果研究耕地土壤的肥力特性，通常是在多點(diǎn)采取混合樣本。即在一塊田中，采取510點(diǎn)的樣本，每點(diǎn)約取半斤，然后混合均勻。樣點(diǎn)的數(shù)目和分布

4、，應(yīng)根據(jù)田塊的形狀、大小和肥力狀況確定。一般有下列三種采樣法：1對(duì)角線采樣法田塊面積較小，接近方形，地勢平坦，肥力較均勻的田塊可用此法（見圖11），取樣點(diǎn)不少于5個(gè)。2棋盤式采樣法面積中等，形狀方整，地勢較平坦，而肥力不均勻的田塊宜用此法（見圖12），取樣點(diǎn)不少于10個(gè)。3蛇形采樣法適用于面積較大，地勢不太平坦，肥力不均勻的田塊（見圖13）。按此法采樣，在田間是曲折前進(jìn)來分布樣點(diǎn)的，至于曲折的次數(shù)則依田塊的長度、樣點(diǎn)密度而有變化，一般在37次之間。圖13圖12圖11對(duì)角線采樣法 棋盤式采樣法 蛇形采樣法取樣時(shí)必須在有代表性的位置進(jìn)行，避免在植株生長特殊的位置、田邊、路旁、溝邊，低洼積水部位或放

5、置過肥料的地方取樣，采集耕作層土壤時(shí)，應(yīng)先把田面的枯枝落葉或其他雜物撥開，用鋤或鏟挖到所需要的深度，切成垂直剖面后再取樣（在作物地采樣時(shí)，一般在作物株行間進(jìn)行）。采樣時(shí)要注意樣本的均勻性，各個(gè)部位的取樣數(shù)量應(yīng)大致相等。如果在一個(gè)剖面中要分層采取，一般先采取下層樣本，然后采上層樣本，以免混雜土壤。各點(diǎn)用同法取得的樣本，放在同一鋅鐵盆上，捏碎混勻，用對(duì)角棄置法取出一部分均勻樣本。將取得的土樣倒入干凈的小布袋中，每個(gè)樣本重量應(yīng)不少于750克，隨即寫出兩張標(biāo)簽，一張折好放入布袋中，一張則掛在布袋旁邊，標(biāo)簽上要寫明樣本號(hào)碼，采土地點(diǎn)、深度、采樣人姓名及采樣日期，并在記錄本記載有關(guān)的情況，如：采土地點(diǎn)的地

6、形、水利排灌系統(tǒng)，耕作施肥，土地利用，作物生長和產(chǎn)量等情況。采取團(tuán)粒結(jié)構(gòu)分析用樣本時(shí)，不可將土壤捏碎，要保持原來狀態(tài)，待風(fēng)干后輕輕混合，取出均勻樣本（在土壤結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)中討論）。三、土壤分析樣本的制備（一）用具1、鋅鐵盆；2、土壤篩；3、木槌；4、研缽；5、鑷子；6、臺(tái)秤；7、鐵鏟；8、角匙；9、廣口玻瓶（或密封袋）；10、標(biāo)簽紙。（二）方法步驟1、風(fēng)干除某些項(xiàng)目（例如田間水分、容重等）需用新鮮土壤測定以外，一般都用風(fēng)干樣品進(jìn)行分析，樣品的風(fēng)干可在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，將土壤鋪在鋅鐵盆上，攤成薄層，間隔地翻拌，在大半干的時(shí)候，須將大土塊捏碎，以免干后結(jié)成硬塊，風(fēng)干場所力求干燥和通風(fēng)，并且要防止酸、堿蒸

7、氣和塵埃等污染土壤。在風(fēng)干過程中應(yīng)揀去粗大的動(dòng)植物殘?bào)w，充分混勻后用四分法取出所需的數(shù)量，約400500克。2、磨細(xì)和過篩風(fēng)干的土樣用木槌壓碎，然后用孔徑為3毫米的篩子過篩，直至全部土粒過篩為止，不能過篩的石礫應(yīng)稱其重量，計(jì)算其占全部風(fēng)干樣品重量的百分率，在通過3mm篩孔的土壤中，均勻取出約250克，全部通過1mm篩孔，分別保存。3、保存生產(chǎn)和科研工作中的土樣，通常應(yīng)保存一段時(shí)間，以備必要時(shí)查核之用。標(biāo)準(zhǔn)樣本或?qū)φ諛颖緞t須較長期妥善保存于磨口塞的廣口瓶中。4、記錄目的是為了計(jì)算礫質(zhì)的質(zhì)量占土壤樣品總重的百分?jǐn)?shù)，作為土壤質(zhì)地分類的依據(jù)。同時(shí)便于安排分析計(jì)劃。記錄項(xiàng)目有：土壤樣本總重 克；大于3m

8、m的礫石 克；通過1mm篩孔樣本 克；礫石占樣本總重的 %。四、風(fēng)干土中吸濕水的測定（一）方法原理土壤中吸濕水因受著土粒表面強(qiáng)大的分子引力（在31大氣壓以上）所控制，只有在氣化后才能逸出。目前常用的是將風(fēng)干土放入105110的烘箱中使吸濕水全部氣化排出，由烘后土壤失去水分量來計(jì)算吸濕水含量。為了提高準(zhǔn)確性必須進(jìn)行多次重復(fù)。（二）儀器1、分析天平；2、角匙；3、稱皿；4、鉗子；5、電烘箱；6、干燥器（三）測定步驟1、將干凈的，編有號(hào)的鋁盒置于105110下烘干，在干燥器中放冷后（約半小時(shí)）、用分析天平稱重，并記錄鋁盒號(hào)及重量。2、先在粗天平上稱取大約510g的風(fēng)干土，放入已知重的鋁盒中，然后放在

9、分析天平上精確稱量。3、將盛有土樣的鋁盒置于105110的烘箱內(nèi)（揭開皿蓋）烘6小時(shí)。4、用鉗子迅速取出，立即放入干燥器內(nèi)，蓋好皿蓋，冷卻至室溫（約半小時(shí)），在分析天平上稱重。5、稱后放入烘箱中再烘3小時(shí)，取出冷卻后稱重，直到前后兩次稱重相差不大于2mg為止。（四）結(jié)果計(jì)算 風(fēng)干土-烘干土吸濕水%= 100 烘干土五、思考題1、采取土壤樣本時(shí)怎樣才能獲得有代表性的樣本？2、制備土壤分析樣本時(shí)應(yīng)注意那些重要環(huán)節(jié)？實(shí)驗(yàn)二 土壤顆粒分析手測法和比重計(jì)法（附：微團(tuán)聚體測定）一、目的及意義土壤由固體、液體和氣體三相所組成，土壤礦物質(zhì)占土壤固相的絕大部分。測定土壤礦物質(zhì)顆粒的大小及其組合比例叫做土壤機(jī)械分

10、析，根據(jù)機(jī)械分析結(jié)果來確定土壤質(zhì)地。土壤質(zhì)地對(duì)土壤形成、土壤的理化性質(zhì)、肥力因素、植物生長以及微生物活動(dòng)等都產(chǎn)生巨大的影響。因此，了解土壤礦物質(zhì)顆粒的組成并確定土壤質(zhì)地，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有重要意義。測定土壤礦物質(zhì)顆粒大小及其組合比例的方法有吸管法和比重計(jì)法，這兩種方法都以司篤克斯（G.G.Stokes，1845）定律為基礎(chǔ)。前者比較精確，步驟繁瑣；比重計(jì)法相對(duì)較簡便，但精確度比吸管法差，可供一般了解土壤質(zhì)地之用。另外還有手測法，是根據(jù)土壤的物理機(jī)械性質(zhì)可塑性和粘結(jié)性，粗略地判斷土壤的砂粘比例，只適于野外初步確定土壤質(zhì)地之用。二、手測法（一）材料砂土、粘土、壤土等質(zhì)地樣本，待鑒定的土壤樣本3個(gè)，表

11、面皿、燒杯。（二）方法土壤質(zhì)地的簡易測定法是利用手和眼的感覺，根據(jù)土壤的物理機(jī)械特性粘結(jié)性和可塑性表現(xiàn)的程度來確定質(zhì)地的。先將土塊捏碎到?jīng)]有結(jié)構(gòu)，取一部分放在手掌中捏時(shí)能得到均勻、柔軟的感覺或某種粗糙的感覺。然后將土壤用水浸濕，加水時(shí)要逐漸地少量地加入，用手指將濕土調(diào)勻，拌水過多或未充分濕潤的土樣均不適用，所加水量要恰使土壤和勻后不粘手。當(dāng)土團(tuán)具有可塑性時(shí)，將土團(tuán)盡量做成小球，搓成土條，并將土條彎曲成土環(huán)，以確定土壤的質(zhì)地（表2-1）。根據(jù)表所列的土壤性狀。對(duì)已鑒定質(zhì)地名稱的土壤加以練習(xí)辨別后，然后鑒別桌上未知名稱的土壤，并記錄如下：1號(hào)土壤是 ，2號(hào)土壤是 ，3號(hào)土壤是 。（三）思考題經(jīng)過練

12、習(xí)后，你認(rèn)為應(yīng)掌握那些重要環(huán)節(jié)才能得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。表2-1 手測法土壤質(zhì)地表質(zhì)地名稱在手指間磨擦?xí)r（干燥狀態(tài)）在濕潤狀態(tài)下揉搓時(shí)的表現(xiàn)在干燥狀態(tài)時(shí)的表現(xiàn)松砂土幾乎全由砂粒所組成，極粗糙。研磨時(shí)有響聲。不能成細(xì)條亦不能成球。散碎砂壤土砂粒占優(yōu)勢，混雜有少許粘粒，很粗糙，研磨時(shí)有響聲?？伤苄詷O差，能做成球，但不能成條。疏松輕壤土粗細(xì)不一的粉末，粗的較多，粗糙。略有可塑性，可揉成直徑為3mm小園條，但拿起即斷碎。稍緊、易壓碎中壤土粗細(xì)不一的粉末，較有粗糙感。有可塑性，可揉成土條，但彎曲成23厘米直徑的土環(huán)時(shí)易斷裂。較緊密，用手不能壓碎。重壤土粗細(xì)不一的粉末，細(xì)的較多，略有粗糙感?？伤苄悦黠@，可揉

13、成直徑約23毫米的細(xì)條，并能彎成直徑為23cm的土環(huán)時(shí)不斷裂，但壓扁時(shí)有裂縫。緊密，用手不能壓碎。粘 土細(xì)而均一的粉末，有滑性感。粘著性和可塑性強(qiáng)，可揉成直徑約1.52mm的小土條，能彎成小土環(huán)，壓扁無裂縫。很緊密，不能壓碎。三、比重計(jì)法（一）方法原理土壤經(jīng)過分散劑的處理，使土粒分散于懸液中，讓土粒在一定容積的水液中自由降落，利用物理學(xué)上司篤克斯（G.G.Stokes，1845）定律，計(jì)算出粒徑大于某一粒級(jí)的土粒下沉至某一深度（例如10厘米）以下所需要的時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間，測定一定深度液層內(nèi)小于某種粒徑土粒懸濁液的密度，則為比重計(jì)法（如果測定該粒徑土粒的總數(shù)則為吸管法）。特制的鮑氏土壤比重計(jì)（甲

14、種）的刻度自060，單位（度）為每升懸液內(nèi)含土克數(shù)。司篤克斯定律說明一種密度為d1的光滑球體（這里就相當(dāng)于土粒）、在密度為d2及粘度為的介質(zhì)（這里是水）中自由下沉的速度V，和球體的半徑r，有如下的關(guān)系： 2 (d1d2)V= gr2 9 v半徑為r的土粒在介質(zhì)中沉降的速度（厘米/秒）；g物體自由下落時(shí)的重力加速度，為981厘米/秒2r土粒的半徑（厘米）；d1土粒的密度，平均為2.65克/厘米3；d2介質(zhì)（水）的密度（克/厘米3）；介質(zhì)（水）的粘滯系數(shù)（克/厘米秒）本實(shí)驗(yàn)采用卡慶斯基的土壤質(zhì)地分類法，只測定0.01mm粒徑的土粒含量，便可確定土壤質(zhì)地的名稱。（二）試劑及儀器10.5mol/L草酸

15、鈉溶液：稱取33.5克草酸鈉（化學(xué)純），加蒸餾水溶解后稀釋至1升，搖勻。20.5mol/L氫氧化鈉溶液：稱取20克氫氧化鈉（化學(xué)純），加蒸餾水溶解后稀釋至1升，搖勻。30.5mol/L六偏磷酸鈉溶液：稱取51克六偏磷酸鈉(NaPO3)6（化學(xué)純），加蒸餾水溶解后稀釋至1升，搖勻。4軟水：在普通自來水中加入2%的Na2CO3，調(diào)節(jié)至pH9.5（應(yīng)記錄用量，以便后來校正比重計(jì)的讀數(shù)）放置一夜，使CaC03及MgCO3等皆沉淀析出，取出清液即為軟水。5土壤比重計(jì)（甲種）；溫度計(jì)；橡皮頭玻棒；1000和100毫升量筒；攪拌棒；有秒針的表；600毫升塑料杯；洗瓶；粗天平；稱樣紙；角匙。（三）操作步驟1、

16、土壤樣本的處理稱取通過3毫米篩的風(fēng)干樣本兩份，各50克，分別置于600毫升塑料杯中，其中一份加入分散劑0.5mol/L氫氧化鈉40毫升（石灰性土壤：加0.5mol/L六偏磷酸納60毫升；中性土壤：加0.5mol/L草酸鈉20毫升。）。先將2030 ml NaOH溶液注入土壤中，至土壤濕潤成糊狀，放置約半小時(shí)，然后用橡皮頭玻棒研磨510分鐘，再加剩余的NaOH溶液再研磨5分鐘，將泥糊倒入1000ml的量筒中，再用軟水將杯內(nèi)余下土粒沖洗至量筒中，加軟水至1000ml刻度。另一份土壤直接加軟水濕潤成糊狀，放置約半小時(shí)，然后研磨約5分鐘，用同上法洗入一升的量筒中，并加軟水至1000ml刻度。2、0.0

17、1毫米土粒含量的測定先用特制的攪拌棒上下攪拌幾次，放入溫度計(jì)測量溶液溫度，然后再攪拌1分鐘（上下各30次，攪拌時(shí)下達(dá)量筒底，然后提至接近液面），攪拌后靜置，記下時(shí)間，按照溶液的溫度，查表2-1可知到 0.01毫米土粒沉降所需時(shí)間，在到達(dá)所需時(shí)間的前20秒（如溫度約20時(shí)所需時(shí)間為26分鐘，則在25分40秒）將比重計(jì)徐徐放入，至所達(dá)時(shí)間立即讀數(shù)（R）。沒有加分散劑的懸液，亦同法測定。3、結(jié)果計(jì)算和土壤質(zhì)地名稱的確定由于水質(zhì)、溫度、分散劑對(duì)讀數(shù)有影響，因而首先要將讀數(shù)進(jìn)行校正。校正的方法是：取試驗(yàn)中所用的水，加入試驗(yàn)中所用的分散劑量，于溫度與試驗(yàn)相同的情況下，讀水平面與比重計(jì)相交處的讀數(shù)（在0點(diǎn)以

18、上為負(fù)值，0點(diǎn)以下為正值）得（C），將在土壤懸液中的讀數(shù)（R）減去校正值（C）值即可計(jì)算0.01mm粒徑土粒的百分率，其計(jì)算式如下： 讀數(shù)（R）校正值（C） 0.01毫米土粒%= 100 烘干土重 風(fēng)干土樣重（克）烘干土壤重（克）= 吸濕水%+14、質(zhì)地確定根據(jù)計(jì)算得到的0.01mm粒徑土粒的百分率，查表2-3中的草原土分類標(biāo)準(zhǔn)，再參照3mm石礫含量（表2-4），即可確定土壤質(zhì)地名稱。5、微結(jié)構(gòu)系數(shù)的計(jì)算土壤微結(jié)構(gòu)的測定，是在沒有分散劑作用下，通過比重計(jì)法測定 0.01mm土粒含量。根據(jù)在分散劑作用下和沒有分散劑作用下的兩種測定結(jié)果，求出微結(jié)構(gòu)系數(shù)來表示。 baK % = 100 bK 微結(jié)構(gòu)

19、系數(shù)a 微結(jié)構(gòu)分析時(shí)的物理粘粒含量b 機(jī)械分析時(shí)的物理粘粒含量（四）思考題1、在測定土壤機(jī)械組成時(shí)，為什么首先要把土壤進(jìn)行分散處理？2、土壤微結(jié)構(gòu)系數(shù)能說明什么問題？表2-2 小于某粒徑土粒下沉?xí)r所需時(shí)間溫度（0C） 0.05mm 0.01mm0.005mm 0.001mm時(shí) 分 秒時(shí) 分 秒時(shí) 分 秒時(shí) 分 秒10 1 18 352 254811 1 15 342 254812 1 12 332 204813 1 10 322 154814 1 10 312 154815 1 8 302 154816 1 6 292 54817 1 5 282 04818 1 2 27 301 554819

20、 1 0 271 554820 58 261 504821 56 261 504822 55 251 504823 54 24 301 454824 54 241 454825 53 23 301 404826 51 231 354827 50 221 304828 48 21 301 304829 46 211 304830 45 201 284831 45 19 301 254832 45 191 254833 44 191 204834 44 18 301 204835 42 181 2048表2-3 卡慶斯基土壤質(zhì)地分類 0.01毫米粒徑的含量%土壤質(zhì)地名稱草原土類及紅黃壤類05松砂土

21、510緊砂土1020砂壤土2030輕壤土3045中壤土4560重壤土6075輕粘土7585中粘土85100重粘土表2-4 3毫米礫石含量與石質(zhì)程度3毫米礫石含量（%）石質(zhì)程度石質(zhì)性類型0.5非石質(zhì)的根據(jù)粗骨部分的特征，確定為漂礫性，石礫性的或碎石性的石質(zhì)土。0.55輕石質(zhì)土510中石質(zhì)的 10重石質(zhì)的實(shí)驗(yàn)三 土壤顆粒分析吸管法一、方法原理先把土粒充分分散，然后再讓分散的土粒在一定容積的水液中自由降落，根據(jù)司篤克斯（stokes，1845）定律計(jì)算出粒徑大于某一粒級(jí)的土粒下沉至某一深度（例如10厘米）以下所需要的時(shí)間，即以這一時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，在該深度用吸管吸取一定體積的土液，這份土液中所含土粒的直徑

22、必然都小于計(jì)算時(shí)所依據(jù)的粒徑，把這份土液蒸發(fā)烘干所得的土粒重量也即是直徑小于計(jì)算時(shí)所依據(jù)的粒徑的粒級(jí)重量。根據(jù)不同粒徑如此重復(fù)地進(jìn)行沉降、定時(shí)、吸液、烘干等操作。即可把不同粒級(jí)的重量測定出來，最后通過換算，求出土壤機(jī)械組成中各粒級(jí)所占的百分?jǐn)?shù)。司篤克斯定律說明一種密度為d1的光滑球體（相當(dāng)于土粒）、在密度為d2及粘度為的介質(zhì)（水）中自由下沉的速度V，和球體的半徑r，有如下的關(guān)系： 2 (d1d2)V = gr2 (1) 9 土粒的密度（d1）可以實(shí)際測定或者采用礦質(zhì)土粒的平均值2.65 g/cm3，而水的密度（d2）和粘度（）在一定溫度下都是常數(shù)，在20下分別為0.9982克/毫升及0.010

23、06厘泊，g為981厘米/秒2。把這些數(shù)值代入（1）式得土粒半徑為r（厘米）的下沉速率（V）： 2 2.651.00V = 981 r2 9 0.01006= 35754 r2（厘米/秒） （2）土粒下沉?xí)r所經(jīng)過的距離應(yīng)等于速率（V）和時(shí)間（t）的乘積。如果我們把吸管吸取土液的固定為L厘米處，則半徑r（厘米）的土粒自液面下沉至L厘米深度處所需的時(shí)間（t）應(yīng)為： L Lt = = L / 35754r2 = 279610-8 （秒） （3） V r2 機(jī)械分析的粒級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一般皆以直徑的毫米數(shù)（D）表示之，為了應(yīng)用方便，（3）式中的半徑厘米數(shù)（r），也可改為直徑毫米數(shù)（D）來代替，（即D /

24、20= r），這樣就可得到下列計(jì)算公式，即直徑為D毫米的土粒下沉至L厘米深度處所需時(shí)間： Lt = 1118410-6 （秒） （4） D2土壤密度為2.65g/cm3的各級(jí)土粒在不同溫度的水中下降至10厘米時(shí)所需的沉降時(shí)間列于表31。表31 土壤顆粒下降10厘米時(shí)，在不同溫度時(shí)不同粒徑（mm）顆粒所需的時(shí)間表 “h” “ ” “”分別代表時(shí)、分、秒（土壤密度為2.65g/cm3）溫度粘滯系數(shù)不同粒徑（mm）顆粒所需的時(shí)間0.050.020.01 0.0050.002 0.001 100.01308586424111h 365710h 81040h 1820110.01271575532334

25、1h 34139h 51039h 1640120.012365554422541h 31189h 434038h 100130.012035353422181h 29119h 292037h 100140.011715252621421h 26409h 24036h 100150.01140515172181h 24318h 481035h 1320160.01111495920351h 22228h 344034h 1820170.0108348512041h 20178h 214033h 2645180.010564745419341h 18188h 92032h 3640190.0103

26、0464461951h 16217h 571031h 4630200.010054543918381h 14347h 454032h 320210.4443318111h 12447h 343030h 1820220.4342617451h 1117h 235029h 350230.4242017201h 9217h 133028h 5320240.4141416561h 7467h 33028h 1320250.404816381h 6166h 54027h 3620260.394316111h 4446h 445026h 590270.3835815501h 3226h 355026h 2

27、40280.3735215291h 1586h 272625h 4920290.3634715101h 0396h 9025h 1610300.35343145059226h 11024h 140 二、儀器用具1、25ml吸管；2、電熱板；3、分析天平；4、鋁盒；5、銅篩（直徑6cm，孔徑0.25mm）；6、大漏斗（直徑12cm）；7、磁蒸發(fā)皿（50ml）。其他儀器用具和藥品同實(shí)驗(yàn)二。三、方法步驟1、樣本處理稱通過1毫米篩孔的土壤1020克（粘、壤質(zhì)土稱10克，砂壤質(zhì)土稱20克），倒入塑料杯中，用量筒取60毫升0.5 mol/L NaOH，先加少許于土中，使成糊狀后，停置半小時(shí)，然后用與比重計(jì)

28、法相同的方法研磨（如果土壤含有機(jī)質(zhì)、鈣質(zhì)較多。則應(yīng)在分散前進(jìn)行除有機(jī)質(zhì)、鈣的處理，處理方法參考土壤理化性質(zhì)分析書）。2、篩分的處理（粗砂的測定）在一個(gè)1000毫升量筒上置一漏斗，漏斗上置一個(gè)0.25毫米孔徑的篩，將懸液傾于篩上，用軟水洗滌，使小于篩孔的土粒全部流入量筒中。將篩上的粗砂粒洗至已知重量的小磁蒸發(fā)皿中，在砂浴電熱板上蒸發(fā)至干，稱重，則為30.25mm之間的砂粒含量（粗砂）。3、沉降和吸樣（0.01mm土粒含量測定）將經(jīng)過上述篩分的懸液。加水至1000毫升刻度，測懸液溫度，用特制攪拌棒上下到底地輕輕攪拌15次（1分鐘）。先將25毫升吸管與多向洗耳球連接。在吸管下端10公分高度處用紅筆劃

29、一記號(hào)，按 0.01mm所需時(shí)間前30秒把吸管小心地放入懸液中，下達(dá)到吸管刻劃記號(hào)處，到指定時(shí)間（查表3-1）就吸取懸液。將吸出的懸液注入已知重量的磁蒸發(fā)皿中，先在電熱板蒸至將干，然后烘干，稱重（W）。同樣方法也可測定其他粒徑的土粒含量。4、結(jié)果計(jì)算和土壤質(zhì)地名稱的確定W 1000 250.01粒徑土粒% = 100 烘干土重（在計(jì)算結(jié)果中，應(yīng)減去所加入NaOH的重量）根據(jù)計(jì)算得到的數(shù)字，查表2-3中的草原土分類標(biāo)準(zhǔn)，再參照 3mm石礫含量（表2-4），即可確定土壤質(zhì)地名稱。四、思考題如果測定的粒級(jí)不止一個(gè)，那么應(yīng)如何計(jì)算各個(gè)粒級(jí)的百分?jǐn)?shù)？實(shí)驗(yàn)四 土壤酸堿度及緩沖性能的測定 土壤酸堿度的測定一

30、、目的和意義土壤溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度比例不同，所表現(xiàn)出來的酸堿性質(zhì)稱為土壤的酸堿度，通常用pH表示。pH值是土壤溶液中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，pH= -IogH+。土壤酸堿度是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)，它直接影響土壤養(yǎng)分的存在狀態(tài)、轉(zhuǎn)化和有效性，對(duì)作物生長和土壤微生物活動(dòng)的影響很大，土壤的各種理化性質(zhì)、生物化學(xué)性質(zhì)也和酸堿度有密切的關(guān)系。測定土壤pH值可以作為改良酸性土和堿性土的參考依據(jù)，可以指導(dǎo)合理施肥，確定適宜的肥料種類。測定土壤pH通常用比色法和電位測定法，電位法精確度比較高，pH的誤差在0.02左右；混合指示劑比色法精確度較差，pH的誤差在0.5左右，適用于野外速測；pH標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的

31、比色法精確度較混合指示劑比色法高，但不及電位法精確。二、混合指示劑比色法（一）原理利用某些染料在不同氫離子濃度時(shí)改變顏色的特性，配成指示利，與待測定的土壤溶液產(chǎn)生顏色反應(yīng)，和標(biāo)準(zhǔn)的pH比色卡進(jìn)行比較而確定土壤的pH值。為方便起見，常將幾種不同pH范圍的指示劑混合在一起，配制成混合指示劑。（二）試劑配制1、pH48混合指示劑：用分析天平稱取等量（0.25克）的溴甲酚綠、溴甲酚紫及甲酚紅三種指示劑，放在瑪瑙研缽中加15毫升0.1mol/L氫氧化鈉及5毫升蒸餾水，共同研勻，用蒸餾水稀釋至1升，用稀標(biāo)準(zhǔn)酸或標(biāo)準(zhǔn)堿溶液調(diào)整pH至6.4左右，貯存于棕色瓶中備用。此指示劑的pH變色范圍如下：pH4.04.5

32、5.05.56.06.57.08.0顏色黃綠黃黃綠草綠灰綠灰藍(lán)藍(lán)紫紫2、pH79混合指示劑：稱取等量（0.25克）的甲酚紅和百里酚藍(lán)，放在瑪瑙研缽中，加0.1N氫氧化納11.93毫升，共同研勻，待完全溶解后再用蒸餾水稀釋至1升。其變色范圍如下：pH78 9顏色 橙黃 橙紅紅紫（三）操作步驟：取土約0.5克（不必稱重）置于白瓷比色盤的大穴中，用滴管滴入指示劑，至土樣全部濕潤并剛有液體流出為度，輕輕搖動(dòng)，將指示劑與土壤混勻，靜置12分鐘，將上部清液引入另一小穴中，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡片比較，讀出土壤pH值。三、電位測定法（一）原理用電位法測定溶液或土壤懸液的pH時(shí)，常用的pH指示電極為玻璃電極，參比電極有

33、甘汞電極和銀氯化銀電極。當(dāng)上述兩種電極插入待測液中時(shí)，構(gòu)成一電池反應(yīng)，兩者之間產(chǎn)生電位差，由于參比電極的電位是固定的，故根據(jù)測得的電位差和參比電極的電位，可求出pH指標(biāo)電極的電位。再根據(jù)指示電極的電位與溶液pH值的直線關(guān)系，算出溶液的pH值，一般可直接用酸度計(jì)讀得pH值。用酸度計(jì)測定待測液的pH值前，要用標(biāo)準(zhǔn)的緩沖液進(jìn)行校正。如待測液是堿性，要用pH9.18的標(biāo)準(zhǔn)緩沖校正；如果待測液是酸性的，則用pH4.01的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正；中性的用pH6.87的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正。（二）試劑及主要儀器1、 試劑：（1）pH4.01標(biāo)準(zhǔn)緩沖液：稱取在105烘過的苯二甲酸氫鉀（KHC3H4O4）10.21克，用蒸餾

34、水溶解后稀釋至1升，即為pH4.01，濃度為0.05mol/L的苯二甲酸氫鉀溶液。（2）pH6.87標(biāo)準(zhǔn)緩沖液：稱取在45烘過的磷酸二氫鉀（KH2PO4）3.39克和無水磷酸氫二鈉（Na2HPO4）3.53克，溶解在蒸餾水中，定容至1升。（3）pH9.18標(biāo)準(zhǔn)緩沖液：稱取3.80克硼砂（Na2B4O710H2O）溶于蒸餾水中，定容至1升。此溶液易變化，應(yīng)注意保存。（4）1mol/L氯化鉀溶液：稱取氯化鉀74.6克，溶于400毫升蒸餾水中，用10氫氧化鉀和鹽酸調(diào)節(jié)pH至5.56.0，然后稀釋至1升。2、儀器：pHs29型酸度計(jì)，復(fù)合玻璃電極。（三）操作步驟1、土壤水浸提液pH（活性酸）的測定稱取

35、通過1毫米篩孔的風(fēng)干土壤40g，放入50ml的小燒杯中，加無二氧化碳的蒸餾水40ml，間斷攪拌半小時(shí)，使土壤充分分散。此時(shí)應(yīng)避免空氣中有氨或揮發(fā)性酸的影響，將復(fù)合電極玻璃球泡及較高處的多孔陶瓷芯插到土壤懸液中。輕輕搖動(dòng)燒杯以去除玻璃表面的水膜，使電極電位達(dá)到平衡，但要注意不得使燒杯壁碰撞玻璃電極，防止球泡損壞。每測完一個(gè)樣品，都要用蒸餾水將電極表面粘附的土粒洗凈，并用濾紙輕輕將電極上吸附的水吸干，然后再測定第二個(gè)樣品。測定56個(gè)樣品后，應(yīng)該用pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正一次電位計(jì)的讀數(shù)。2、土壤的氯化鉀浸提液pH（潛性酸）的測定：當(dāng)水浸提液的pH低于7時(shí)，用鹽浸提液測定土壤的pH才有意義。測定方法除將1

36、mol/L氯化鉀溶液代替無二氧化碳蒸餾水外，其他操作步驟均與水浸提液相同。（四）注意事項(xiàng)1、水土比例：在測定pH時(shí)，水土比應(yīng)該加以固定。經(jīng)試驗(yàn)，采用1:1的水土比例，對(duì)堿性土壤和酸性土壤均能得到較好的結(jié)果，特別是堿性土壤。對(duì)酸性土壤采用5:1與1:1的水土比例所測得結(jié)果基本相似。因此，建議堿性土壤可用1:1水土比例測定，而酸性土壤可用1:1與2.5:1的水土比例進(jìn)行測定。2、樣品磨碎的影響：試驗(yàn)證明，當(dāng)通過2毫米篩孔的土壤樣品，所測得的pH為4.7時(shí)，經(jīng)磨碎至0.16毫米則所測得的pH約增高1.01.3單位。因此，土壤樣品不宜磨得過細(xì)，宜采用通過1毫米篩孔的土壤樣品進(jìn)行測定。3、平衡時(shí)間的影響

37、：如果在制備懸液時(shí)土壤與水平衡時(shí)間不夠，則影響電極擴(kuò)散層與自由溶液之間氫離子分布情況，因而引起誤差。本實(shí)驗(yàn)采用間斷攪拌半小時(shí)以后測定。4、復(fù)合玻璃電極不用時(shí)，應(yīng)把它浸在干凈的蒸餾水中。 土壤緩沖性能的觀察一、目的和意義通過實(shí)驗(yàn)，了解土壤具有緩沖性能，加深對(duì)課堂講授內(nèi)容的理解。土壤緩沖性能與土壤膠體的數(shù)量、陽離子交換量、鹽基飽和度等有密切的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)采用不同質(zhì)地不同酸堿度的土壤，測定它們對(duì)酸和堿的緩沖作用。二、方法步驟1、取四只50毫升塑料燒杯進(jìn)行編號(hào)，在1，2號(hào)兩個(gè)燒杯中加入40克風(fēng)干的酸性或堿性土，3，4號(hào)燒杯內(nèi)不加土。四個(gè)燒杯內(nèi)都加無二氧化碳蒸餾水40毫升，再于1、3號(hào)燒杯內(nèi)各加0.1m

38、ol/L鹽酸0.5毫升，2、4號(hào)燒杯內(nèi)各加0.1mol/L 氫氧化鈉0.5毫升。然后用玻棒進(jìn)行攪拌，有土的懸浮液要間斷攪拌30分鐘，無土的酸性溶液及堿性溶液中需攪拌均勻即可。用酸度計(jì)分別測定各燒杯內(nèi)溶液的pH值，記錄并解釋原因。2、取四只50毫升塑料燒杯進(jìn)行編號(hào)，1、2、3號(hào)燒杯中依次加入腐殖土、粘土、砂土各40克，第4號(hào)燒杯內(nèi)不加土。然后向每個(gè)燒杯中加入無二氧化碳蒸餾水40毫升，攪拌10分鐘后靜置，用酸度計(jì)測定其酸度，記錄。再向各杯中加入0.1N鹽酸0.5毫升（10滴），攪抖1分鐘，靜置，再用酸度計(jì)測定其酸度。比較加酸前后兩次測定的pH值，那個(gè)燒杯內(nèi)pH的變化最大，那個(gè)燒杯內(nèi)pH變化最小，其

39、變化大小的次序如何？解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因。實(shí)驗(yàn)五 土壤容重和比重的測定及總孔隙度的計(jì)算（附：土壤浸水容重的測定）土壤容重的測定一、目的和意義土壤容重是指土壤在自然結(jié)構(gòu)的狀況下，單位體積土壤的烘干重，以克/立方厘米表示。土壤容重的大小與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量和土壤緊實(shí)度等有關(guān)。土壤容重的數(shù)值大小是鑒定土壤緊實(shí)度的必要數(shù)據(jù)，根據(jù)容重可以計(jì)算土壤總孔隙度，還可用來計(jì)算每畝地一定深度的耕層中的土壤重量。測定土壤容重最常用的方法是環(huán)刀法。該方法簡便，但需多次重復(fù)，才能得出較正確的數(shù)值。二、方法原理環(huán)刀法是利用一定體積的鋼制圓筒（稱為環(huán)刀），切割自然狀態(tài)的土壤，使土充滿其中，然后稱重并測定土壤含水量

40、，計(jì)算出單位體積的烘干土質(zhì)量。三、儀器藥品1、環(huán)刀（100cm3）；2、尺；3、土刀；4、木槌；5、天平；6、水浴鍋；7、玻棍；8、鐵鋤；9、水分速測銅盒；10、比重瓶（50ml）；11、燃燒酒精；12、木夾；13、石棉網(wǎng)；14、電爐；15、鋁盒；16、量筒（10ml）；17、鑷子；18、火柴；19、角匙；20、溫度計(jì)。四、測定方法（一）采取不破壞的定容土體在要研究的土壤上，沿田塊對(duì)角線或根據(jù)田塊形狀、地形、土壤、作物等情況確定采樣點(diǎn)和布置方法（要有代表性），采取深度根據(jù)要求和實(shí)際情況來確定。在采樣前后，記錄如下項(xiàng)目：1、土壤名稱；2、土壤管理情況（包括質(zhì)地、水分、松緊度等）；3、作物生長情況

41、；4、環(huán)刀重W1（包括濕紗布及膠圈重、克）及編號(hào)；5、采土深度；6、W2（W1+田間土壤重，克）。將采樣點(diǎn)的地面稍為弄平，把環(huán)刀直立于地面上，用木槌打環(huán)刀入土，直至土面與環(huán)刀頂邊同高止（注意保持環(huán)刀的垂直，用力要輕而均勻，使木槌與環(huán)刀邊沿全面接觸，以免左右擺動(dòng)，破壞土壤自然狀態(tài)）。加蓋后挖開四周之泥土，用鏟或鋤由環(huán)刀底以下挖起，同時(shí)在挖開的土層上，迅速采取同樣深度的土壤，放入鋁盒中，再用土刀將環(huán)刀底突出的土壤小心削平（切勿使環(huán)刀內(nèi)的土壤掉出），用紗布和膠圈包扎環(huán)刀下端，把環(huán)刀連同土壤放入大鋁盒中（切勿弄破環(huán)刀內(nèi)的土體），蓋緊后馬上攜回實(shí)驗(yàn)室稱重（W2，包括濕紗布和膠圈的重量）。土壤留作測定田間

42、持水量之用。（二）自然含水量的測定和容重的計(jì)算1、自然含水量的測定（酒精燃燒法）測定前先把濾紙放在小銅盒之底，并在粗天平上稱重（W3），然后把鋁盒中的土壤倒出弄碎，去掉粗有機(jī)質(zhì)，均勻后取出約1520克土，再用鑷子揀去植物幼根，放入小銅盒中，并加以振動(dòng)緊實(shí)，過大的土壤用玻棍壓碎弄平，稱重（W4）（以上處理必須迅速，以免水分損失）。將小銅盒放在大銅盒中，大銅盒下墊一石棉網(wǎng)，然后加入酒精約57毫升土壤中，（均勻加入），點(diǎn)火燃燒，火熄后再加酒精57毫升燃燒，稍冷卻后，攪拌土壤，取酒精5ml加入大銅盒中燃燒，冷卻至室溫后稱重（W5）。（注意火未熄前不能加入酒精及攪松土壤）。 W4-W5 自然含水量= 1

43、00 W5-W3 W3小銅盒重W4銅盒 + 濕土重W5銅盒 + 干土重2、容重計(jì)算容重是衡量松緊度標(biāo)志之一，也是計(jì)算孔隙度的參數(shù)。 （W2-W1） （1+自然含水量%）容重 = （單位：克/立方厘米） 100式中：W1環(huán)刀重 W2環(huán)刀加田間濕土重 100環(huán)刀的容積（cm3） 土壤比重的測定一、目的和意義土壤比重是土壤固體部分的重量與4時(shí)同體積水重之比。比重的大小與土壤的礦物質(zhì)組成和有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。利用土壤比重和容重可以計(jì)算土壤孔隙度，在測定土壤顆粒組成時(shí)，為了計(jì)算顆粒的沉降速度，也須知道土壤的比重。二、方法原理測定土壤比重一般是用比重瓶法。利用排水稱重法的原理，可測得同體積的水重，再測出土壤的

44、含水率，便可計(jì)算出土壤比重。三、儀器設(shè)備1比重瓶（短頸，容積為50或100毫升）；2千分之一天平（感量0.001克）；3溫度計(jì)，電爐，砂盤或電熱板。四、操作步驟1將干燥清潔的比重瓶連瓶塞在千分之一天平上稱重，得重量K1。2取通過1毫米篩孔的待測風(fēng)干土10克，裝入比重瓶中稱重得K2。加蒸餾水至瓶內(nèi)容積的一半處，然后徐徐搖動(dòng)，使樣品充分濕潤，與水均勻混和。為了去除土壤和水中的空氣，須將比重瓶放在電熱板或砂盤上加熱煮沸45分鐘，要注意溫度不能太高，以免瓶內(nèi)土液溢出損失。在煮沸過程中要經(jīng)常搖動(dòng)比重瓶，驅(qū)逐水及土壤中的空氣，使水和土更好地接觸混合。3從砂盤上取下比重瓶，稍冷卻，再把預(yù)先煮沸，已排除空氣的

45、蒸餾水加入比重瓶中，使水略低于瓶頸，待比重瓶內(nèi)土液澄清且溫度穩(wěn)定后（即冷卻至室溫），再用煮沸過并已冷卻的蒸餾水加滿，使多余的水自瓶塞毛細(xì)管中溢出，用濾紙擦干后稱重得W1。同時(shí)用溫度計(jì)測定瓶內(nèi)水溫t1（準(zhǔn)確至0.1）。4將比重瓶內(nèi)的土壤倒掉，洗凈，再裝滿煮沸過并冷卻的蒸餾水，稱得重量W2，并測記當(dāng)時(shí)的水溫t2。5測定土樣中吸濕水含量。五、結(jié)果計(jì)算比重瓶中水重必須按溫度進(jìn)行校正，由表81查出t1和t2時(shí)水的比重差數(shù)，然后將比差乘上比重瓶的體積而得X，從W2中減去或加上X（t1t2時(shí)應(yīng)減，t1t2時(shí)應(yīng)加），即得校正后的比重瓶加水的重量W3W2X。例如：當(dāng)15時(shí)稱得（瓶水）重W2，于22時(shí)測得（瓶水土）重W1，W2應(yīng)根據(jù)溫度進(jìn)行校正。因?yàn)榉QW2時(shí)的溫度為15，水的比重為0.999，而稱W1時(shí)為22，水的比重為0.998，比重瓶體積為50毫升，則溫度校正系數(shù)為：（0.9990.998）500.001500.05校正后的比重瓶加水的重量W3W20.05W d W1d = W3+ W- W1 d W0式中：d土壤比重；w烘干土樣重（克）；w1t1時(shí)比重瓶水土樣重（克）；w3樣正至t1時(shí)比重瓶水重（克），w3=w2x；dw1t1時(shí)蒸餾水比重（克/厘米3），查表51；dw04時(shí)水的比重。因?yàn)?時(shí)水的比重為1，故可以省去。表51 不同溫度下水之比重溫 度比