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1、环境土 壤 学 实 验实验一 土壤样品的采集与制备、实验目的土壤样品的采集与制备是土壤分析工作中的一个重要环节。实验方法直接影响分析结果的准确性及应用价值，因此，必须按科学的方法进行采样和制备。通过实验，重点使学生初步掌握耕层土壤混合样品的采集和制备方法。二、实验仪器小铁铲、布袋（或塑料袋）、标签、铅笔、尺子、锤子、镊子、土壤筛（18目、60目）、广口瓶、研钵、盛土盘等。三、实验步骤（一）样品采集：根据不同的研究目的，有不同的采样方法。1 研究土壤肥土:（1）采取混合样品：采样时须按一定的采样路线进行。采样点的分布应做到“均匀”和“随机”；布点的形式以蛇形最好，在地块面积小，地势平坦，肥力均匀
2、的情况下，可采用对角线或棋盘式采样路线，如图示1-1。采样点要避免地埂边、路旁、沟边、挖方、填方及堆肥等特殊地方；采样点的数目一般应根据采样区域大小和土壤肥力差异情况，酌情采集520个点。(2).采图1-1 土壤采样布点路线1.对角线布点法2.棋盘式布点法3.蛇形布点法样方法采样点确定后，刮去23mm的表土，用土钻或小铁铲垂直入土1520cm左右。每点的取土深度、质量应尽量一致，将采集的土样集中在盛土盘中，初略选去石砾、虫壳、根系等物质，混合均1kg匀，采用四分法，除去多余的土，直至所需要数量为止，一般每个混合土样的质量约左右。约200克土评（3） .采样时间 如果土壤测定是为了解决随时出现的
3、问题，应随时采样；是为了摸清土壤养分变化和作物生长规律， 即按作物生育期定期采样； 为了制定施肥计划而进行土壤测定时， 在作物收获前后或施基肥前进行采样；若要了解施肥效果， 则在作物生长期间， 施肥前后进行采样。（4） .装袋与填写标签 所采土样装入布袋中， 填写标签两份，一份贴在布袋外，一份放入 布袋内，标签应写明采样地点、深度、样品编号、日期、采样人、土样名称等。同时将此内容登记在专门的记载本上备查。2 研究土壤形成发育：在野外先确定区域地形及具体剖面位置，在草图上注明采集位置，在样品袋内写明野外条件：如地形、位置、禾U用情况、研究目的等。采样时应分层取样， 不得混合，各层采样深度与每个层
4、段深度不一致，采样只选择其中最典型的部分，一般取 0-10厘米，不取过渡层，过渡层只作野外研究，不作化学分析。采样由下到上，这样可避免采取上层土样时， 土块落下干扰下层。 每个样品（每层）需采一公 斤。特别注意采样深度记载按实际采样深度记，如：土壤剖面的耕作层是0-30厘米，采样部位实际上是5T5厘米，记载以后者为准。研究土壤发育剖面样品， 不能在同一类型土壤与性质相近或相同的土壤上采取土样进行 混合，只能每个剖面样品独立单独采取，独立分析，以免使土壤的差异在混合的过程中遇到掩盖。3 研究土壤与植物的关系：即作物营养诊断。每采一个植株样品，同时取该植株的根际土壤。为更好地反应土壤与作物的关系，
5、应在采样后马上分析，不宜久置，大面积采样，应当由多点样品（约I公斤）混合，用四分法取得均匀样品约100g左右，小区取样，最后取50g左右。4 研究土壤障碍因素的取样：大面积毒质危害应多点采样混合，应取根附近的土壤；局部毒质危害，可根据植株生长情况，按好、中、差分别进行土壤与植株样品同时采取。（二） 土壤样品的制备1. 风干剔杂除速效养分、还原物质的测定需用新鲜样品外，其余均采用风干土样，以抑制微生物活动和化学变化，便于长期保存。风干土样的处理方法：将新鲜土样铺平放在木板上或光滑的厚纸上，厚约23cm放置在阴凉、通气、清洁的室内风干。严禁暴晒或受到酸、碱气体等物质的污染，应随时翻动，捏碎 大土块
6、，剔除根茎叶、虫体、新生物、侵入体等，经过 57d 后可达风干要求。2. 磨细过筛 将风干后的土样平铺在木板上， 用木棒碾碎， 边磨边筛， 直到全部通过 1m（m 18 目）为止。石砾和石块切勿弄碎，必须筛去，少量可弃去，多量时，应称其质量，计算其百分含量。过筛后土样经充分混匀后，用四分法分成两份，一份供pH、速效养分等测定，另一份继续仔细挑弃残存的植物根等有机体，然后磨细至全部通过0.25nm（60 目）筛孔，又按四分法取出 50g 左右供有机质、全氮测定之用。3. 装瓶贮存 过筛后的两份土样分别混合后， 分别装入具有磨口塞的广口瓶中， 内外各附标 签一张， 标签上写明土壤样品编号、 采集地
7、点、 土壤名称、 深度、 筛孔号、 采集人及日期等。 在保存期间应避免日光、高温、潮湿及酸碱气体的影响和污染，有效期一年。四、数据处理根据土样处理结果，计算土壤石砾百分率。石砾重量石砾含量（%） = x 100%土壤总重量五、思考题土壤样品的采集与制备在土壤分析工作中有什么意义？实验二 土壤水分含量的测定一、实验目的本试验要求掌握烘干法和酒精燃烧法测定土壤水分的原理和方法二、实验原理1. 烘干法原理在105 C的温度下吸湿水蒸发，而结构水不会破坏，土壤有机质也不被分解。因此，将 土壤样品置于105 2 C下烘至恒重，根据其烘干前后质量之差，就可以计算出土壤水分含 量的百分数。2. 酒精燃烧法原
8、理利用酒精在土样中燃烧释放出的热量， 使土壤水分蒸发干燥， 通过燃烧前后的质量之差， 计算出土壤含水量的百分数。 酒精燃烧在火焰熄灭前几秒钟， 即火焰下降时， 土温才迅速上 升到180200 C。然后温度很快降至 8590 C,再缓慢冷却。由于高温阶段时间短，样品中 有机质及盐类损失很少。故此法测定土壤水分含量有一定的参考价值。三、仪器与试剂分析天平（感量O.OOIg）、烘箱、干燥器、铝盒、量筒、无水酒精、滴管、玻棒等。四、实验步骤（一）烘干法操作步骤（1）取有盖的铝盒，洗净，放入干燥器中冷却至室温，称重（Wi）,并注意贴好标签，以防弄错。（2） 用角匙取过1mm筛孔的风干土样45g （精确至
9、O.OOIg）,铺在铝盒中（或称样皿中） 进行称重（W2 ）（3） 将铝盒盖打开，放入恒温箱中，在105土 2C的温度下烘8h左右。（4） 盖上铝盒盖子，放入干燥器中2030min，使其冷却至室温，取出称重。（5） 打开铝盒盖子，放入恒温箱中，在105 2C的温度下再烘2h，冷却，称重至恒重（W3）。（二）酒精燃烧法操作步骤称取土样5g左右（精确度0.01g）,放入已知质量的铝盒中。向铝盒中滴加酒精，浸没 土面为止，振摇使土样均匀分布于铝盒中。将铝盒放在石棉铁丝网或木板上，点燃酒精，在 即将燃烧完时用玻璃棒轻轻翻动土样，以助其燃烧。待火焰熄灭，样品冷却后，再滴加2ml酒精，进行第二次燃烧，再冷
10、却，称重。一般情况下，要经过34次燃烧后，土样才达到恒重。五、数据处理以烘干土为基数计算土壤水分得百分含量（ W% ）风干土重 烘干土重W3 W,土壤水分含量=100% =-100%烘干土重W2 W1烘干土重 W3 W1 水分系数（x）=-风干土重 W2 W1风干土重换算成烘干土重为：风干土重 烘干土重=风干土重 x =1 土壤含水量烘干土重（%）六. 思考题实验三 土壤种类的识别、测定和分析一、实验目的不同质地类别的土壤所呈现出来的物理性质如土壤孔隙性、 结构性、耕性会有明显差异， 化学性质如保肥性、 供肥性、酸碱性等也会有差异，从而表现出不同的肥力状况， 对植物生 长发育产生不同的影响。要
11、求能用比重计法和手测法分别测出土壤样品的质地；二、实验原理简易比重计法： 能迅速准确的测定土壤质地类别， 且费时少， 精确度高，适用于大量样 本的质地测定；手测法：是最简便的质地测定方法，广泛应用于野外田间土壤质地的测定， 但不如比重计法准确。（一 ） 简易比重计法方法原理 取一定量的土样，经物理、化学方法处理后分散成单粒，将其制成一定体积的悬浊液， 使分散的土粒在悬液中自由沉降。 根据粒径越大下沉速度越快的原理， 应用物理学上司笃克 斯（stokes,1845）公式计算出某一粒级土粒下沉所需时间。用特制的甲种比重计测得土壤悬 液中所含小于某一粒级土粒的数量（ g/l ） ，经校正后可算出该粒
12、级土粒在土壤中的质量百分 数，查表即可确定土壤质地名称。本实验采用卡庆斯基分类制，只需测定v0.01mm粒径土粒含量，就可以确定土壤质地名称（二）手测法方法原理 本法以手指对土壤的感觉为主，结合视觉和听觉来确定土壤质地名称，方法简便易行， 熟悉后也较为准确， 适合于田间土壤质地的鉴别。 可分为干测法和湿测法， 两种方法可以相 互补充，一般以湿测法为主。三、实验仪器与材料1. 土壤样品：准备三种已知待测土壤样品；过 1mm筛的风干土壤样品35个。2. 仪器、用具： 量筒、特制搅拌棒、甲种比重计、温度计、橡皮头玻璃棒、烧杯、钟表、 天平、角匙、称样纸、表面皿，白瓷比色盘、玛瑙研钵，酸度计、洗瓶、磁
13、力搅拌器等四、操作步骤（一）手测法操作步骤湿测法 取一小块土，去除石砾和根系，放在手中捏碎，加水少许，以土粒充分浸润为 度，根据能否搓成球、条以及弯曲时断裂与否来加以判断，表1 以供参考。表 1 土壤质地手测法判断标准质地名称干燥状态下在手指间挤压或摩擦的感觉在湿润条件下揉搓塑型时的表现砂土感觉粗糙，研磨时有沙沙响声不能成球形，用手捏成团，但一松即散，不 能成片砂壤土砂粒为主，混有少量粘粒，很粗糙，研磨时有 响声，干土块用小力即可捏碎勉强可成厚且短的片状，能搓成表面不光华 的小球，不能搓成条轻壤土干土块稍用力挤压即碎，手捻有粗糙感片长不超过1厘米，片面较平整，可成直径 约3毫米的土条，但提起后
14、易断裂中壤土干土块用较大力才能挤碎，为粗细不一的粉 末，砂粒和粘粒的含量大致相同，稍感粗糙可成较长的薄片，片面平整，但无反光，可 以搓成直径约3毫米的小土条，弯成 23厘 米的圆形时会断裂重壤土干土块用大力才能破碎成为粗细不一的粉末， 粘粒的含量较多，略有粗糙感可成较长的薄片，片面光华，有弱反光，可 以搓成直径约2毫米的小土条，能弯成 23 厘米的圆形，压扁时有裂缝黏土干土块很硬，用力不能压碎，细而均一，有滑 腻感可成较长的薄片，片面光华，有强反光，可 以搓成直径约2毫米的细条，能弯成 23厘 米的圆形，且压扁时无裂缝（二）简易比重计法1. 操作步骤（1 ）试剂配制 0.5mol/L的NaOH
15、溶液：称取20g NaOH，蒸馏水溶解后定容至 1000ml，摇匀。 0.5mol/L草酸钠溶液：称33.5g纯草酸钠，蒸馏水溶解后定容至 1000ml，摇匀。0.5 mol/L六偏磷酸钠溶液：称 51g六偏磷酸钠，蒸馏水溶解定容至1000ml，摇匀。2%的碳酸钠溶液：称取 20g碳酸钠，蒸馏水溶解后定容至1000ml，摇匀。 软水的制备：将100ml2%的碳酸钠溶液加入到7500ml自来水中，静置过夜，上部清夜即为软水。（2） 称样称取通过1mm筛孔的风干土样 50g （精确到0.01g），放入500ml烧杯中，供分 散处理用。（3）样本分散处理 根据土壤的酸碱性，分别选用不同的分散剂。 石灰性土壤用0.5mol/L的 六偏磷酸钠60ml;中性土壤用 0.25mol/L的草酸钠20ml ；酸性土壤用 0.5mol/L的NaOH 40ml。表2 粒径0.01mm土粒下沉所需时间温度C）78910
