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1、土壤学实验指导土壤学实验指导（资源环境科学专业）华南农业大学资源环境学院土壤科学系2009年3月目 录实验一 土壤分析样品的采集、制备和风干土吸湿水测定实验二 土壤颗粒分析感官法和比重计法（附：微团聚体测定）实验三 土壤颗粒分析吸管法实验四 土壤酸碱度及缓冲性能的测定实验五 土壤容重和比重的测定及总孔隙度的计算（附：土壤浸水容重的测定）实验六 田间持水量的测定实验七 土壤结构类型观察和水稳性结构分析实验八 土壤吸力的测定实验九 土壤坚实度和渗透性测定实验十 土壤剖面的形态观察实验十一 我国主要土类的性状和分布规律的认识实验一 土壤分析样本的采集、制备和吸湿水的测定一、目的和意义土壤分析样本的采
2、集是决定分析结果正确性的重要一环。如果采来的样本没有代表性，虽然分析得正确，分析结果也是没有意义的，因此，必须用正确的方法采集样本。田间采回的土壤样本，都要经过一定的处理，制成分析样本，才能用来进行各项分析。处理样品的目的主要有：（1）使样品较长期地保存，不致因微生物活动而变质。（2）挑去非土部分，使分析结果能代表土壤本身的组成。（3）将样品适当磨细和充分混匀，使分析时所取样品具有较高的代表性，减少称样的误差。（4）将样品磨细，增大土粒的表面积，使制备待测溶液时分解样品的反应能够完全和均匀一致。本实验主要是学习制备土壤机械分析等物理性质分析样本的方法及其原理（至于制备土壤化学分析样本的方法和原
3、理请参看土壤农化分析）。为了正确地比较各类土壤或者同一土壤在不同时期测定出的某种物质含量，在计算这些物质含量时不能用风干基计算，应该采用烘干基来计算，因此，土壤吸湿水含量的测定是计算土壤各项物质组成百分率的不可缺少的步骤之一。二、土壤分析样本的采集（一）用具1、小锄；2、铁铲；3、切土刀；4、锌铁盆；5、钢尺（2米）；6、小布袋；7、标签纸；8、记录本；9、铅笔。（二）方法步骤土壤样本采集的方法，根据研究目的的不同而不同。如果是研究整个土体的发生与发育，则应按土壤发生层次采集，如果研究耕地土壤的肥力特性，通常是在多点采取混合样本。即在一块田中，采取510点的样本，每点约取半斤，然后混合均匀。样
4、点的数目和分布，应根据田块的形状、大小和肥力状况确定。一般有下列三种采样法：1对角线采样法田块面积较小，接近方形，地势平坦，肥力较均匀的田块可用此法（见图11），取样点不少于5个。2棋盘式采样法面积中等，形状方整，地势较平坦，而肥力不均匀的田块宜用此法（见图12），取样点不少于10个。3蛇形采样法适用于面积较大，地势不太平坦，肥力不均匀的田块（见图13）。按此法采样，在田间是曲折前进来分布样点的，至于曲折的次数则依田块的长度、样点密度而有变化，一般在37次之间。图13图12图11对角线采样法 棋盘式采样法 蛇形采样法取样时必须在有代表性的位置进行，避免在植株生长特殊的位置、田边、路旁、沟边，低
5、洼积水部位或放置过肥料的地方取样，采集耕作层土壤时，应先把田面的枯枝落叶或其他杂物拨开，用锄或铲挖到所需要的深度，切成垂直剖面后再取样（在作物地采样时，一般在作物株行间进行）。采样时要注意样本的均匀性，各个部位的取样数量应大致相等。如果在一个剖面中要分层采取，一般先采取下层样本，然后采上层样本，以免混杂土壤。各点用同法取得的样本，放在同一锌铁盆上，捏碎混匀，用对角弃置法取出一部分均匀样本。将取得的土样倒入干净的小布袋中，每个样本重量应不少于750克，随即写出两张标签，一张折好放入布袋中，一张则挂在布袋旁边，标签上要写明样本号码，采土地点、深度、采样人姓名及采样日期，并在记录本记载有关的情况，如
6、：采土地点的地形、水利排灌系统，耕作施肥，土地利用，作物生长和产量等情况。采取团粒结构分析用样本时，不可将土壤捏碎，要保持原来状态，待风干后轻轻混合，取出均匀样本（在土壤结构分析实验中讨论）。三、土壤分析样本的制备（一）用具1、锌铁盆；2、土壤筛；3、木槌；4、研钵；5、镊子；6、台秤；7、铁铲；8、角匙；9、广口玻瓶（或密封袋）；10、标签纸。（二）方法步骤1、风干除某些项目（例如田间水分、容重等）需用新鲜土壤测定以外，一般都用风干样品进行分析，样品的风干可在通风橱中进行，将土壤铺在锌铁盆上，摊成薄层，间隔地翻拌，在大半干的时候，须将大土块捏碎，以免干后结成硬块，风干场所力求干燥和通风，并且
7、要防止酸、碱蒸气和尘埃等污染土壤。在风干过程中应拣去粗大的动植物残体，充分混匀后用四分法取出所需的数量，约400500克。2、磨细和过筛风干的土样用木槌压碎，然后用孔径为3毫米的筛子过筛，直至全部土粒过筛为止，不能过筛的石砾应称其重量，计算其占全部风干样品重量的百分率，在通过3mm筛孔的土壤中，均匀取出约250克，全部通过1mm筛孔，分别保存。3、保存生产和科研工作中的土样，通常应保存一段时间，以备必要时查核之用。标准样本或对照样本则须较长期妥善保存于磨口塞的广口瓶中。4、记录目的是为了计算砾质的质量占土壤样品总重的百分数，作为土壤质地分类的依据。同时便于安排分析计划。记录项目有：土壤样本总重
8、 克；大于3mm的砾石 克；通过1mm筛孔样本 克；砾石占样本总重的 %。四、风干土中吸湿水的测定（一）方法原理土壤中吸湿水因受着土粒表面强大的分子引力（在31大气压以上）所控制，只有在气化后才能逸出。目前常用的是将风干土放入105110的烘箱中使吸湿水全部气化排出，由烘后土壤失去水分量来计算吸湿水含量。为了提高准确性必须进行多次重复。（二）仪器1、分析天平；2、角匙；3、称皿；4、钳子；5、电烘箱；6、干燥器（三）测定步骤1、将干净的，编有号的铝盒置于105110下烘干，在干燥器中放冷后（约半小时）、用分析天平称重，并记录铝盒号及重量。2、先在粗天平上称取大约510g的风干土，放入已知重的铝
9、盒中，然后放在分析天平上精确称量。3、将盛有土样的铝盒置于105110的烘箱内（揭开皿盖）烘6小时。4、用钳子迅速取出，立即放入干燥器内，盖好皿盖，冷却至室温（约半小时），在分析天平上称重。5、称后放入烘箱中再烘3小时，取出冷却后称重，直到前后两次称重相差不大于2mg为止。（四）结果计算 风干土-烘干土吸湿水%= 100 烘干土五、思考题1、采取土壤样本时怎样才能获得有代表性的样本？2、制备土壤分析样本时应注意那些重要环节？实验二 土壤颗粒分析手测法和比重计法（附：微团聚体测定）一、目的及意义土壤由固体、液体和气体三相所组成，土壤矿物质占土壤固相的绝大部分。测定土壤矿物质颗粒的大小及其组合比例
10、叫做土壤机械分析，根据机械分析结果来确定土壤质地。土壤质地对土壤形成、土壤的理化性质、肥力因素、植物生长以及微生物活动等都产生巨大的影响。因此，了解土壤矿物质颗粒的组成并确定土壤质地，在农业生产上具有重要意义。测定土壤矿物质颗粒大小及其组合比例的方法有吸管法和比重计法，这两种方法都以司笃克斯（G.G.Stokes，1845）定律为基础。前者比较精确，步骤繁琐；比重计法相对较简便，但精确度比吸管法差，可供一般了解土壤质地之用。另外还有手测法，是根据土壤的物理机械性质可塑性和粘结性，粗略地判断土壤的砂粘比例，只适于野外初步确定土壤质地之用。二、手测法（一）材料砂土、粘土、壤土等质地样本，待鉴定的土
11、壤样本3个，表面皿、烧杯。（二）方法土壤质地的简易测定法是利用手和眼的感觉，根据土壤的物理机械特性粘结性和可塑性表现的程度来确定质地的。先将土块捏碎到没有结构，取一部分放在手掌中捏时能得到均匀、柔软的感觉或某种粗糙的感觉。然后将土壤用水浸湿，加水时要逐渐地少量地加入，用手指将湿土调匀，拌水过多或未充分湿润的土样均不适用，所加水量要恰使土壤和匀后不粘手。当土团具有可塑性时，将土团尽量做成小球，搓成土条，并将土条弯曲成土环，以确定土壤的质地（表2-1）。根据表所列的土壤性状。对已鉴定质地名称的土壤加以练习辨别后，然后鉴别桌上未知名称的土壤，并记录如下：1号土壤是 ，2号土壤是 ，3号土壤是 。（三
12、）思考题经过练习后，你认为应掌握那些重要环节才能得到比较准确的结果。表2-1 手测法土壤质地表质地名称在手指间磨擦时（干燥状态）在湿润状态下揉搓时的表现在干燥状态时的表现松砂土几乎全由砂粒所组成，极粗糙。研磨时有响声。不能成细条亦不能成球。散碎砂壤土砂粒占优势，混杂有少许粘粒，很粗糙，研磨时有响声。可塑性极差，能做成球，但不能成条。疏松轻壤土粗细不一的粉末，粗的较多，粗糙。略有可塑性，可揉成直径为3mm小园条，但拿起即断碎。稍紧、易压碎中壤土粗细不一的粉末，较有粗糙感。有可塑性，可揉成土条，但弯曲成23厘米直径的土环时易断裂。较紧密，用手不能压碎。重壤土粗细不一的粉末，细的较多，略有粗糙感。可
13、塑性明显，可揉成直径约23毫米的细条，并能弯成直径为23cm的土环时不断裂，但压扁时有裂缝。紧密，用手不能压碎。粘 土细而均一的粉末，有滑性感。粘着性和可塑性强，可揉成直径约1.52mm的小土条，能弯成小土环，压扁无裂缝。很紧密，不能压碎。三、比重计法（一）方法原理土壤经过分散剂的处理，使土粒分散于悬液中，让土粒在一定容积的水液中自由降落，利用物理学上司笃克斯（G.G.Stokes，1845）定律，计算出粒径大于某一粒级的土粒下沉至某一深度（例如10厘米）以下所需要的时间，在这个时间，测定一定深度液层内小于某种粒径土粒悬浊液的密度，则为比重计法（如果测定该粒径土粒的总数则为吸管法）。特制的鲍氏
14、土壤比重计（甲种）的刻度自060，单位（度）为每升悬液内含土克数。司笃克斯定律说明一种密度为d1的光滑球体（这里就相当于土粒）、在密度为d2及粘度为的介质（这里是水）中自由下沉的速度V，和球体的半径r，有如下的关系： 2 (d1d2)V= gr2 9 v半径为r的土粒在介质中沉降的速度（厘米/秒）；g物体自由下落时的重力加速度，为981厘米/秒2r土粒的半径（厘米）；d1土粒的密度，平均为2.65克/厘米3；d2介质（水）的密度（克/厘米3）；介质（水）的粘滞系数（克/厘米秒）本实验采用卡庆斯基的土壤质地分类法，只测定0.01mm粒径的土粒含量，便可确定土壤质地的名称。（二）试剂及仪器10.5mol/L草酸
