土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱

1、土 壤 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 大 綱福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院2007年2月土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱（Experiment of Soil Science）（12學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)一 主要造巖礦物、和巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖的識(shí)別（驗(yàn)證性，3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)的目的：（1）通過本實(shí)驗(yàn)?zāi)芾玫V物的物理性質(zhì)和鹽酸反應(yīng)進(jìn)行肉眼識(shí)別主要造巖礦物。（2）學(xué)習(xí)鑒別巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖特性的基本技能，通過本實(shí)驗(yàn)?zāi)芾脦r石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成來鑒別巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖，為野外識(shí)別土壤母質(zhì)打下基礎(chǔ)。2、實(shí)驗(yàn)方法和原理：（1）各種土壤有一定的物理特性和化學(xué)性質(zhì)，在野外可以依據(jù)這些特性和性質(zhì)來初步鑒定礦物，通常用來鑒別礦物的簡(jiǎn)單化學(xué)性質(zhì)

2、的是礦物對(duì)稀鹽酸的反應(yīng)。（2）a巖漿巖：主要依據(jù)巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、顏色、礦物組成、巖性等來識(shí)別巖漿巖的名稱。b沉積巖和變質(zhì)巖：根據(jù)沉積巖和變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成以鑒別其巖石名稱。3、實(shí)驗(yàn)儀器：放大鏡、瓷板、稀鹽酸、小刀、鐵釘4、實(shí)驗(yàn)操作方法：(1)先觀察顏色、結(jié)晶形態(tài)、及其光澤，再用簡(jiǎn)單工具測(cè)試其硬度，硬度小的礦物可在毛瓷板上磨劃，觀察其條痕，對(duì)白色或硬度小的礦物可以滴加鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生。對(duì)礦物稍加外力，以觀察其解理和斷口情況。(2)依據(jù)三大類巖石各自的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成不同進(jìn)行識(shí)別a巖漿巖：先觀察顏色、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、礦物組成、產(chǎn)狀及巖性，最終確定巖石名稱。b沉積巖和變質(zhì)巖：先觀

3、察結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、主要礦物組成、形成的原因，最終確定巖石名稱。5、實(shí)驗(yàn)中需要特別注意、強(qiáng)調(diào)的問題要注意對(duì)每一種礦物的物理性質(zhì)的觀察; 要注意對(duì)每一種巖石的物理性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分的觀察實(shí)驗(yàn)二 土壤樣品的采集、處理和保存（驗(yàn)證性，3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)的目的：掌握土壤剖面的挖掘方法，土壤發(fā)生層的劃分以及土壤形態(tài)特征的調(diào)查方法和描述，掌握土壤分析樣品的采集方法。按分析項(xiàng)目的要求進(jìn)行不同規(guī)格的土樣處理和保存2、實(shí)驗(yàn)方法和原理：土壤分析樣品的采集，是根據(jù)研究的目的要求和采樣地的特點(diǎn)不同，而決定采樣規(guī)則的，但是無論什么情況，采集的土壤樣品不應(yīng)少于1 kg。野外采集到的土樣，應(yīng)當(dāng)場(chǎng)記好標(biāo)簽，帶回室內(nèi)后要逐袋

4、進(jìn)行登記，和立即進(jìn)行風(fēng)干，以防微生物作用引起土壤生化性狀發(fā)生變化，待土樣完全干燥后，按分析項(xiàng)目的要求，將土壤捻細(xì)過篩，然后放入廣口瓶中或封口塑料袋中密裝保存，待各項(xiàng)分析使用。3、實(shí)驗(yàn)儀器：（1）土樣采集使用工具鐵鍬、鋤頭、小鋼卷尺、剖面刀、樣品袋(布袋、紙袋或塑料袋)、標(biāo)簽、鉛筆、塑料薄膜。（2）土樣制備使用工具：牛皮紙、硬木板、木棒、臺(tái)稱、鑷子、瑪瑙研缽、廣口瓶(或紙袋)、標(biāo)簽、土壤篩(孔徑2mm、1mm和0.25mm)等。4、實(shí)驗(yàn)操作方法：（1）剖面調(diào)查及樣品采集根據(jù)研究的目的要求和采樣地的特點(diǎn)不同，而決定采樣規(guī)則。（2）分析樣品處理和保存四分法取樣用木棒碾壓過2mm篩裝袋寫好標(biāo)簽方格法取

5、樣用研磨過0.25mm篩裝袋寫好標(biāo)簽。5、實(shí)驗(yàn)中需要特別注意、強(qiáng)調(diào)的問題（1）樣品進(jìn)行風(fēng)干過程中要特別注意塵土及酸堿等的污染；（2）要注意磨細(xì)過篩過程中是逐級(jí)過篩的；（3）樣品要貼上標(biāo)簽后保存，寫標(biāo)簽時(shí)別出錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)三 土壤吸濕水、土壤pH值的測(cè)定和質(zhì)地的測(cè)定（綜合性實(shí)驗(yàn)，3學(xué)時(shí)）步驟1 土壤吸濕水的測(cè)定1、實(shí)驗(yàn)的目的：土壤吸濕水的測(cè)定在土壤分析中也是必要的，因只有在一致的水分基礎(chǔ)上，才能將分析所得的結(jié)果進(jìn)行互相比較，通過本實(shí)驗(yàn)掌握土壤吸濕水的測(cè)定。2、實(shí)驗(yàn)方法和原理：土壤水分的測(cè)定方法很多，最常用的是105-110烘干法，在此溫度下，自由水和吸濕水都能烘干，而一般土壤有機(jī)質(zhì)則不致分解，但是也有

6、某些有機(jī)質(zhì)在此溫度烘烤時(shí)能逐漸分解而失重，而另一些有機(jī)質(zhì)則逐漸氧化而增重。因此，嚴(yán)格說來，用烘干法只有測(cè)得近似的水分含量。由于一般天然有機(jī)質(zhì)含量不多，其中受烘烤而起明顯變化的又占少數(shù)，故用烘干法所求得的水分含量的準(zhǔn)確度和精密度通常已能達(dá)到土壤分析的要求。因此在一般土壤分析工作中，測(cè)定土壤水分仍以烘干法為基礎(chǔ)。用烘干法測(cè)定土壤水分時(shí)，烘烤的時(shí)間，應(yīng)該以達(dá)到恒重為準(zhǔn)，但由于上述誤差的存在，特別是含有機(jī)質(zhì)較多的土壤要達(dá)到恒重是有困難的，故也可以人為地規(guī)定一個(gè)一定的烘烤時(shí)間(如在105-110下烘8小時(shí))，有機(jī)質(zhì)含量特別高的土樣可以用減壓低溫法(用70-80的溫度，在小于20毫米汞柱壓力下)烘干之，由

7、土樣在烘烤期間的失重，即可計(jì)算土壤水分百分率，此法的誤差決定于使用天平的精確度和取樣代表性。紅外線照射和酒精燃燒也是目前土壤水分測(cè)定時(shí)，去除水分的手段，前者是利用紅外線輻射的熱能，使樣品中的水分迅速蒸發(fā)，后者是利用加入土壤中的酒精燃燒時(shí)，將水分同時(shí)蒸發(fā)，以測(cè)定土壤含水量。本指導(dǎo)書主要介紹烘干法和酒精燃燒法測(cè)定土壤含水量的操作步驟。3、實(shí)驗(yàn)儀器：電子天平、1/100天平、干燥器、鋁盒、恒濕干燥箱、85%酒精、鐵線棒。4、實(shí)驗(yàn)操作方法：（1）烘干法：稱樣放入小鋁盆烘箱內(nèi)烘干稱量計(jì)算（2）酒精燃燒法：稱樣放入小鋁盆加入一定量95%酒精點(diǎn)火燃著稱量計(jì)算5、實(shí)驗(yàn)中需要特別注意、強(qiáng)調(diào)的問題用95%酒精點(diǎn)燃

8、時(shí)要特別小心，注意安全，加入酒精的量不能太多。步驟2土壤pH值的測(cè)定和質(zhì)地的測(cè)定1、實(shí)驗(yàn)的目的：通過本實(shí)驗(yàn)?zāi)軕?yīng)用甲種密度計(jì)法測(cè)定土壤機(jī)械組成并進(jìn)行質(zhì)地名稱查表確定、應(yīng)用酸度計(jì)法測(cè)定土壤酸堿度。2、實(shí)驗(yàn)方法和原理：（1）土壤pH值測(cè)定：用水或中性鹽溶液(如KCl)浸提土壤中的活性氫離子或代性氫離子，用電位計(jì)測(cè)定該土壤懸液的電位差。然后根據(jù)電位差計(jì)算出氫離子活度或pH值 ，一般酸度計(jì)均可直接讀得pH值。目前一般使用的酸度計(jì)，常以pH值玻璃電極為指示電極，以甘汞電電極或銀一氯化銀電極為參比電極，當(dāng)將電極插入土壤懸液時(shí)，即構(gòu)成一電池反應(yīng)。飽和甘汞電極(或銀一氯化銀電極)土壤懸液(或溶液)玻璃膜0.1H

9、ClPt在參比電極間與指示電極之間產(chǎn)生電位差，由于差比電極的電位是固定的，因此兩電極之間電位差的大小決定于懸液中的氫離子活度，pH即為氫離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)值。測(cè)定未知溶液或土壤懸液pH值之前，必須先用已知pH值不同的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液調(diào)整酸度計(jì)，酸堿性不同的土壤樣品，選用pH值不同的標(biāo)準(zhǔn)緩沖劑，酸性土壤用pH4.01，中性土壤用pH6.87，石灰性土壤用pH9.18進(jìn)行調(diào)查。（2）土壤質(zhì)地測(cè)定：密度計(jì)法是利用甲種土壤密度計(jì)即鮑氏密度計(jì)，觀察土壤懸液密度的變化，然后置于沉降筒中，讓分散的土粒在懸液中自由沉降，經(jīng)過不同的時(shí)間，用密度計(jì)測(cè)定懸液的密度變化，一觀察土粒分布的變化，密度計(jì)的讀數(shù)直接指示出懸液在密

10、度計(jì)所處深度的懸液中土粒的含量，也就是說，可以從密度計(jì)刻度上直接讀出每升懸液中所含土粒的重量，而這半部分土粒的半徑(r)，也可從已知的讀數(shù)時(shí)間(即沉降時(shí)間t)以及密度計(jì)浮泡在懸液中所處的有效沉降深度(L)值(亦即土壤實(shí)際沉降距離)，按下式計(jì)算出：式中：r-土粒半徑(mm)L-土粒沉降深度（mm）t-沉降時(shí)間(S)-水的粘滯系數(shù)(g/cmS)q-重力加速度(981cm/S2)ds-土粒密度(g/cm3)dw-水的密度(q/cm3) 土粒沉降深度(L)值，在密度計(jì)罰中是因密度計(jì)讀數(shù)而異的. 因此密度計(jì)讀數(shù)既表示懸浮液圖例重量百分?jǐn)?shù)，又表示這一部分土粒在懸液中所處深度(L)，即液面至此密度計(jì)浮泡體積

11、中心的距離)，從浮懸土粒重量百分?jǐn)?shù)可直接得出小于某粒徑土粒的含量，再以密度計(jì)揭示出懸液深度計(jì)計(jì)算出土粒直徑，但是在測(cè)定時(shí)，由于密度計(jì)放入懸液中，液面因之升高，所以密度計(jì)讀數(shù)并不能代表土粒沉降時(shí)所經(jīng)過的實(shí)際距離，所以密度計(jì)應(yīng)用前，必須校正，繪制校正曲線，取得校正值.3、實(shí)驗(yàn)儀器：（1）土壤pH值測(cè)定：pH酸度計(jì)(雷磁25型數(shù)顯式pH計(jì))，復(fù)合玻璃電極，50ml小燒杯，50ml量筒，天平等。（2）土壤質(zhì)地測(cè)定：甲種密度計(jì)、1000ml量筒，木攪拌器、0.25mm分樣篩、高腳燒杯、洗瓶、玻棒（帶橡皮頭）、鐘表、天平、干燥器、稱重瓶、烘箱。4、實(shí)驗(yàn)操作方法：（1）土壤pH值測(cè)定：稱樣浸提測(cè)定（雷磁25

12、型數(shù)顯式pH計(jì)）（2）土壤質(zhì)地測(cè)定：稱樣分散土粒制懸液測(cè)定懸液比重空白、溫度、比重計(jì)校正值。5、實(shí)驗(yàn)中需要特別注意、強(qiáng)調(diào)的問題（1）土壤pH值測(cè)定特別注意、強(qiáng)調(diào)的問題：要洗干凈小燒杯（2）土壤質(zhì)地測(cè)定特別注意、強(qiáng)調(diào)的問題：a本式樣如果要獲得正確的結(jié)果，其關(guān)鍵在于土粒是否完全分散，故在操作過程中必須注意，同時(shí)必須盡力避免操作過程中土粒或懸液的丟失.b每次將密度計(jì)及溫度計(jì)放入懸液和取出時(shí)，必須小心不可過于振蕩溶液.c溫度以19.4為標(biāo)準(zhǔn)，高于或低于19.4時(shí)，可按溫度校正表加以校正.d如土壤含有機(jī)質(zhì)過多，則懸液面上每有泡沫發(fā)生，妨礙密度計(jì)讀數(shù)，這時(shí)可以加1-2滴辛醇(或用酒精)于懸液中，以消除泡沫

13、.實(shí)驗(yàn)四 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定（驗(yàn)證性，3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)的目的：土壤有機(jī)質(zhì)含量的高低受土壤的利用方式、土壤的深度、土壤的環(huán)境、植被類型等多種因素的影響，本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)不同利用方式的土壤及不同層次土壤有機(jī)質(zhì)含量的分析測(cè)定，讓學(xué)生掌握丘林法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)的方法及其原理，并學(xué)會(huì)分析不同土壤及不同土壤層次有機(jī)質(zhì)含量差異產(chǎn)生的原因。2、實(shí)驗(yàn)方法和原理：丘林法是較準(zhǔn)確而且迅速測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量的容量法，其原理是用已知濃度的過量氧化劑，氧化有機(jī)質(zhì)中的碳，用已知濃度的還原劑回滴剩下的氧化劑，根據(jù)氧化劑的消耗量計(jì)算出有機(jī)碳的含量，最后以有機(jī)碳的含量換算成土壤有機(jī)質(zhì)含量。3、實(shí)驗(yàn)儀器：天平、油浴鍋、250ml和50ml

14、三角瓶、小漏斗、10、100ml量筒、酸式滴定管、洗瓶、硬質(zhì)試管。4、實(shí)驗(yàn)操作方法：稱樣消煮滴定計(jì)算5、實(shí)驗(yàn)中需要特別注意、強(qiáng)調(diào)的問題（1）、由于不同地區(qū)土類性質(zhì)差異很大，故應(yīng)用本法測(cè)定的結(jié)果的校正系數(shù)亦有差異，對(duì)長(zhǎng)江以南的紅壤，測(cè)定結(jié)果還是符合要求的，但本法在測(cè)定鹽土有機(jī)質(zhì)時(shí)所含Cl會(huì)一起被氧化，而使結(jié)果偏高，可以在消煮時(shí)加入適量的CaO進(jìn)行絡(luò)合作用而消除Cl的還原作用（2）、氧化劑(1：1的K2Cr2O7和FeSO4)所含的量必須十分準(zhǔn)確，最好用半微量或普通的自動(dòng)吸管加氧化劑(用大肚吸管，其誤差較大)，因氧化劑的粘滯性大而會(huì)有不少附著在吸管過滴定管上，1滴氧化劑之差可引起2%的誤差。因此加入試劑的量要準(zhǔn)確，但要做到是不容易的，如掌握每次加等量的試劑時(shí)，都用同樣的時(shí)間，可以消除一定誤差。（3）、反應(yīng)的溫度和時(shí)間的控制是十分重